针对扩展移相控制下混合三电平双有源桥直流电/直流电(Direct current direct current,DC-DC)变换器普遍存在回流功率大、动态响应慢、鲁棒性不强等问题,提出一种基于输出电压动态矩阵控制与卡罗需-库恩-塔克条件(Karush-Kuhn-Tucker,K...针对扩展移相控制下混合三电平双有源桥直流电/直流电(Direct current direct current,DC-DC)变换器普遍存在回流功率大、动态响应慢、鲁棒性不强等问题,提出一种基于输出电压动态矩阵控制与卡罗需-库恩-塔克条件(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)实现回流功率优化的混合控制策略。建立了传输功率数学模型,对回流功率特性进行分析,并推导了在不同工作模式下实现最小回流功率的最优移相比组合;从预测模型、滚动优化和反馈校正三个步骤阐述了动态矩阵控制预测电压实现过程,提高系统的动态性能。最后,通过与传统扩展移相控制以及传输功率误差最小控制进行比较,仿真和试验结果表明,所提控制策略可以在全功率范围内实现回流功率的优化,同时也改善了变换器的动态响应性能,验证了该方法的正确性与有效性。展开更多
以双有源桥DAB(dual active bridge)变换器为研究对象,为了同时减小回流功率,提高变换器动态性能,提出1种基于扩展移相EPS(extended phase shift)的多目标优化控制方法。首先,全面分析推导扩展移相各模态下的输出功率和回流功率特性,建...以双有源桥DAB(dual active bridge)变换器为研究对象,为了同时减小回流功率,提高变换器动态性能,提出1种基于扩展移相EPS(extended phase shift)的多目标优化控制方法。首先,全面分析推导扩展移相各模态下的输出功率和回流功率特性,建立数学模型,并根据KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件求解回流功率最优的移相角组合;然后,通过虚拟电压补偿方法快速改变当前的传输功率,进而提高系统的动态特性;最后,通过实验将所提方案与传统单移相方案、传统扩展移相方案进行对比分析,验证了所提方案的有效性及优越性。展开更多
针对直流微电网系统中双有源桥(Dual active bridge,DAB)变换器存在的直流母线电压和负载波动大、传输功率不稳定等问题,提出一种基于遗传算法的自抗扰控制与梯度下降算法优化回流功率的混合优化控制策略。首先,分析拓展移相调制下DAB...针对直流微电网系统中双有源桥(Dual active bridge,DAB)变换器存在的直流母线电压和负载波动大、传输功率不稳定等问题,提出一种基于遗传算法的自抗扰控制与梯度下降算法优化回流功率的混合优化控制策略。首先,分析拓展移相调制下DAB变换器的拓扑结构和功率特性,以回流功率为损失函数,引入梯度下降算法迭代寻找最优内移相比。随后,在DAB变换器小信号建模的基础上,设计线性自抗扰控制器,通过扩张状态观测器对输出电压和系统内外部扰动进行观测估计。同时,考虑到复杂环境下自抗扰控制器参数整定的不确定性,引入遗传算法对自抗扰控制器进行参数自整定。最后,搭建以TMS320F28335为控制器的试验平台对提出的混合优化控制策略(Hybrid optimal control strategy under extended phase shift modulation,EPS-HOCS)和传统PI控制(PI control strategy under extended phase shift modulation,EPS-PI)和自适应梯度下降算法控制(Adaptive gradient descent algorithm under extended phase shift modulation,EPS-AGDA)进行分析对比,验证了所提策略在回流功率和动态性能方面的优越性。展开更多
双有源桥(dual active bridge,DAB)DC-DC变换器在其控制的灵活性与分析的简便性之间存在不可规避的矛盾,即控制自由度越高,分析越复杂。针对这一问题,该文提出从基础电路解析的角度对DAB的工作模式进行重塑,从而在提高其控制自由度的同...双有源桥(dual active bridge,DAB)DC-DC变换器在其控制的灵活性与分析的简便性之间存在不可规避的矛盾,即控制自由度越高,分析越复杂。针对这一问题,该文提出从基础电路解析的角度对DAB的工作模式进行重塑,从而在提高其控制自由度的同时降低分析的难度。首先,根据实际开关电路的特点,对单移相控制(single phase shift,SPS)下DAB的所有工作模态进行分析与重新定义,并基于模态分析对回流功率产生的电路本质进行解释。其次,详细阐述从模态角度抑制回流功率的分析方法。所采用的方法简化了DAB工作过程与功率传输特性的分析,对降低工程分析与设计难度具有较好的价值。最后仿真与实验验证分析方法的正确性。展开更多
文摘针对扩展移相控制下混合三电平双有源桥直流电/直流电(Direct current direct current,DC-DC)变换器普遍存在回流功率大、动态响应慢、鲁棒性不强等问题,提出一种基于输出电压动态矩阵控制与卡罗需-库恩-塔克条件(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)实现回流功率优化的混合控制策略。建立了传输功率数学模型,对回流功率特性进行分析,并推导了在不同工作模式下实现最小回流功率的最优移相比组合;从预测模型、滚动优化和反馈校正三个步骤阐述了动态矩阵控制预测电压实现过程,提高系统的动态性能。最后,通过与传统扩展移相控制以及传输功率误差最小控制进行比较,仿真和试验结果表明,所提控制策略可以在全功率范围内实现回流功率的优化,同时也改善了变换器的动态响应性能,验证了该方法的正确性与有效性。
文摘以双有源桥DAB(dual active bridge)变换器为研究对象,为了同时减小回流功率,提高变换器动态性能,提出1种基于扩展移相EPS(extended phase shift)的多目标优化控制方法。首先,全面分析推导扩展移相各模态下的输出功率和回流功率特性,建立数学模型,并根据KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件求解回流功率最优的移相角组合;然后,通过虚拟电压补偿方法快速改变当前的传输功率,进而提高系统的动态特性;最后,通过实验将所提方案与传统单移相方案、传统扩展移相方案进行对比分析,验证了所提方案的有效性及优越性。
文摘针对直流微电网系统中双有源桥(Dual active bridge,DAB)变换器存在的直流母线电压和负载波动大、传输功率不稳定等问题,提出一种基于遗传算法的自抗扰控制与梯度下降算法优化回流功率的混合优化控制策略。首先,分析拓展移相调制下DAB变换器的拓扑结构和功率特性,以回流功率为损失函数,引入梯度下降算法迭代寻找最优内移相比。随后,在DAB变换器小信号建模的基础上,设计线性自抗扰控制器,通过扩张状态观测器对输出电压和系统内外部扰动进行观测估计。同时,考虑到复杂环境下自抗扰控制器参数整定的不确定性,引入遗传算法对自抗扰控制器进行参数自整定。最后,搭建以TMS320F28335为控制器的试验平台对提出的混合优化控制策略(Hybrid optimal control strategy under extended phase shift modulation,EPS-HOCS)和传统PI控制(PI control strategy under extended phase shift modulation,EPS-PI)和自适应梯度下降算法控制(Adaptive gradient descent algorithm under extended phase shift modulation,EPS-AGDA)进行分析对比,验证了所提策略在回流功率和动态性能方面的优越性。
文摘双有源桥(dual active bridge,DAB)DC-DC变换器在其控制的灵活性与分析的简便性之间存在不可规避的矛盾,即控制自由度越高,分析越复杂。针对这一问题,该文提出从基础电路解析的角度对DAB的工作模式进行重塑,从而在提高其控制自由度的同时降低分析的难度。首先,根据实际开关电路的特点,对单移相控制(single phase shift,SPS)下DAB的所有工作模态进行分析与重新定义,并基于模态分析对回流功率产生的电路本质进行解释。其次,详细阐述从模态角度抑制回流功率的分析方法。所采用的方法简化了DAB工作过程与功率传输特性的分析,对降低工程分析与设计难度具有较好的价值。最后仿真与实验验证分析方法的正确性。
