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文檔簡介
1、雙向DC-DC變換器,可實現(xiàn)能量變換的雙象限運行,在能量需要雙向流動的場合,可以大幅減輕系統(tǒng)的體積、重量及成本,因此在電動汽車、儲能系統(tǒng)、分布式發(fā)電、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、可再生能源發(fā)電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而在雙向DC-DC變換中,由于功率器件工作在開關(guān)狀態(tài),因而使得電路的拓?fù)洳辉俟潭ú蛔儯请S著開關(guān)狀態(tài)的變化而變化,因此雙向DC-DC變換器是一類典型的混雜系統(tǒng)——切換線性系統(tǒng),由連續(xù)子系統(tǒng)和離散子系統(tǒng)相互耦合而成。傳統(tǒng)的建模和控制方
2、法沒有考慮雙向DC-DC變換器固有的混雜特性,因此具有明顯的局限性。
本文研究了雙向DC-DC變換器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),根據(jù)能量流動方向的不同分為Buck和Boost兩種工作方式,再根據(jù)拉格朗日和哈密爾頓方程分別建立變換器的數(shù)學(xué)模型。在建立系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,引入切換線性系統(tǒng)理論,從系統(tǒng)論的角度分析兩種工作方式下系統(tǒng)的能控性和能觀性。
針對雙向DC-DC變換器的混雜特性,根據(jù)混雜自動機理論建立變換器在Buck和Boost兩種工
3、作方式下的混雜自動機模型,從而將控制算法的設(shè)計轉(zhuǎn)換為混雜自動機邊界條件的選取,而邊界條件的選取采用電路理論法。在MATLAB/Stateflow仿真實驗平臺上對混雜控制算法進(jìn)行了仿真,其結(jié)果說明所設(shè)計的控制算法具有良好的控制性能。
本文最后設(shè)計了一臺雙向DC-DC變換器實驗樣機,然后利用此樣機對混雜控制算法進(jìn)行了驗證。實驗結(jié)果表明,本文所設(shè)計的混雜控制算法能夠?qū)崿F(xiàn)電感電流連續(xù)(CCM)和電感電流斷續(xù)(DCM)全范圍內(nèi)的穩(wěn)定運行
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