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

1、近些年來(lái)，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(jī)性和不確定性，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，以鋰電池和超級(jí)電容為主的儲(chǔ)能載體在分布式電源發(fā)電中應(yīng)用廣泛，而儲(chǔ)能技術(shù)很大程度上取決于變換器的控制。本文針對(duì)超級(jí)電容端電壓的變化特性，基于魯棒控制重點(diǎn)研究超級(jí)電容大范圍變化時(shí)雙向DC/DC變換器的控制，主要研究?jī)?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(biāo)的規(guī)范和描述方

2、法。針對(duì)線性時(shí)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(jì)的方法;針對(duì)線性時(shí)變系統(tǒng)，引入了多胞體模型的概念。同時(shí)，為了提高動(dòng)態(tài)性能，將極點(diǎn)配置引入到控制器設(shè)計(jì)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(jí)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(diǎn)設(shè)計(jì)在模型中，從而提高系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)的穩(wěn)定性。
　　接著，根據(jù)多胞體模型，將輸入電壓和負(fù)載的變化考慮在模型中，提

3、出了一種計(jì)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(lái)觀測(cè)電感電流，從而降低噪聲對(duì)測(cè)量的影響。
　　最后，為驗(yàn)證文中的研究?jī)?nèi)容，構(gòu)建了基于MATLAB/Simulink的仿真平臺(tái)和基于DSP TMS28335的物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展了相關(guān)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jìn)行對(duì)比，魯棒H∞控制器不僅展現(xiàn)了較強(qiáng)的魯棒性，還具有較好的