應(yīng)用于超級電容的雙向DC-DC變換器控制技術(shù)研究.pdf

1、近些年來，以分布式電源為主的新能源發(fā)展迅速，但是可再生能源具有很大的隨機性和不確定性，隨著儲能技術(shù)的不斷發(fā)展，以鋰電池和超級電容為主的儲能載體在分布式電源發(fā)電中應(yīng)用廣泛，而儲能技術(shù)很大程度上取決于變換器的控制。本文針對超級電容端電壓的變化特性，基于魯棒控制重點研究超級電容大范圍變化時雙向DC/DC變換器的控制，主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　首先，介紹了線性矩陣不等式(LMI)應(yīng)用的基礎(chǔ)理論，以及魯棒控制中系統(tǒng)性能指標的規(guī)范和描述方

2、法。針對線性時不變系統(tǒng)，分析并給出了系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制律設(shè)計的方法;針對線性時變系統(tǒng)，引入了多胞體模型的概念。同時，為了提高動態(tài)性能，將極點配置引入到控制器設(shè)計中。
　　接著，根據(jù)雙向DC/DC電路的工作模式，選用了狀態(tài)空間平均法建立模型。由于超級電容端電壓的變化特性，利用凸優(yōu)化理論中韻多胞體模型，將不同穩(wěn)態(tài)工作點設(shè)計在模型中，從而提高系統(tǒng)參數(shù)變化時的穩(wěn)定性。
　　接著，根據(jù)多胞體模型，將輸入電壓和負載的變化考慮在模型中，提

3、出了一種計及參數(shù)不確定性的魯棒H∞控制器。為了提高狀態(tài)量反饋的精度，采用卡爾曼濾波器來觀測電感電流，從而降低噪聲對測量的影響。
　　最后，為驗證文中的研究內(nèi)容，構(gòu)建了基于MATLAB/Simulink的仿真平臺和基于DSP TMS28335的物理實驗平臺，開展了相關(guān)仿真和實驗驗證。通過仿真與實驗驗證，證明了本文所提數(shù)學(xué)模型與控制方法的正確性和有效性。并與傳統(tǒng)雙環(huán)PI控制器進行對比，魯棒H∞控制器不僅展現(xiàn)了較強的魯棒性，還具有較好的