[发明专利]消除Buck-Boost矩阵变换器稳态输出电压误差的控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种消除Buck‑Boost矩阵变换器稳态输出电压误差的控制方法及装置。所述控制方法以Buck‑Boost矩阵变换器中电容电压与电感电流两状态变量为系统控制变量，主要包括步骤1：对Buck‑Boost矩阵变换器的逆变级的电容电压控制外环进行控制；步骤2：对Buck‑Boost矩阵变换器的逆变级的电感电流控制内环进行控制。所述装置包括BBMC整流级、BBMC逆变级、网侧电压检测模块、整流控制模块、直流电压检测模块、逆变控制模块、状态变量检测模块和输出电流检测模块。本发明的优点是可在Buck‑Boost矩阵变换器输出端获得与其参考值高度一致的输出电压，从而实现对其参考输出电压的准确跟踪。该控制方法具有控制精度高、跟踪误差小、动态性能好的优点。

主权项

1.消除Buck‑Boost矩阵变换器稳态输出电压误差的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：步骤1：对Buck‑Boost矩阵变换器的逆变级的电容电压控制外环进行控制；步骤2：对Buck‑Boost矩阵变换器的逆变级的电感电流控制内环进行控制；步骤3：复合控制器采用遗传免疫微粒群算法将电容电压偏差信号Δu_C1和电感电流偏差信号Δi_L1作为优化适应值，以偏差积分和作为系统优化的目标函数；步骤2具体为：步骤2a：将电容电压控制外环产生的电感电流参考值i_L1ref与其实际值i_L1进行比较，得到偏差Δi_L1；步骤2b：偏差Δi_L1作为复合控制器的输入，复合控制器输出电感电压的参考值u_L1ref；步骤2c：Buck‑Boost矩阵变换器直流侧电压电容电压实际值u_C1、电感电压的参考值u_L1ref在数值处理模块中进行处理得到占空比d₁；步骤2d：占空比d₁经限幅环节限幅后并根据相应的开关周期确定Buck‑Boost DC/DC变换器中对应功率开关的开通时间；步骤3具体为：步骤3a：搜索范围以试凑法获得的控制参数为中心，向四周扩散，如果优化结果接近搜索空间的边缘，则在该优化结果的基础上进一步扩展，将优化后得到的低通滤波器截止频率及PI控制器比例与积分系数分别代入电容电压控制外环复合控制器和电感电流控制内环复合控制器中，获得微粒的适应值电容电压差值信号Δu_C1和电感电流差值信号Δi_L1；步骤3b：将各个微粒的适应值与其各自的个体最优解和群体最优解进行比较，更新个体最优解和群体最优解，并判断是否最优；步骤3c：取出最优解作为最优控制参数；其中，所述遗传免疫微粒群算法中，设种群规模为M，每个种群粒子的位置矢量X_i由电容电压控制环中低通滤波器截止频率ω_C1、PI控制器比例和积分系数k_PC1和k_IC1，电感电流控制环中低通滤波器截止频率ω_L1、PI控制器比例和积分系数k_PL1和k_IL1组成。