陕西理工大学皇金锋获国家专利权
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龙图腾网获悉陕西理工大学申请的专利基于降阶广义比例积分观测器的储能变流器滑模控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118938647B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410983664.8,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权基于降阶广义比例积分观测器的储能变流器滑模控制方法是由皇金锋;薛瑞泽;刘月明;胡振洋;张鹏超;董锋斌设计研发完成,并于2024-07-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于降阶广义比例积分观测器的储能变流器滑模控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于降阶广义比例积分观测器的终端互补滑模的控制方法,并将其应用到储能变流器的闭环控制当中。首先,阐述了控制对象在d‑q旋转坐标系下的数学模型以及电流参考值的给定公式,用于控制器的设计。其次,针对观测总扰动精度不高的问题,在传统观测器的基础上,采用降阶广义比例积分观测器。为有效减小系统的电流跟踪误差,同时提高系统的收敛速度,于是在两个互补滑模面上分别引入终端滑模的非线性项。最后经实验验证,相较于现有技术,本发明所设计的控制策略可以抵抗更多的外部扰动变化,有效缩短系统受到外部扰动后的收敛时间,减少电流值的跟踪误差,从而提高系统的跟踪性能和鲁棒性,有助于储能变流器的稳定运行。
本发明授权基于降阶广义比例积分观测器的储能变流器滑模控制方法在权利要求书中公布了:1.基于降阶广义比例积分观测器的终端互补滑模的储能变流器控制方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施: 步骤1:根据储能变流器内部的阻抗元件,建立其在d-q旋转坐标系下数学模型; 步骤2:将步骤1建立的数学模型转化为状态变量方程组的形式; 步骤3:根据步骤2状态变量方程组设计降阶广义比例积分观测器; 步骤4:根据步骤3从观测器中得到的观测值应用于终端互补滑模的控制中; 所述步骤4具体为: 令d、q轴的电网侧电流i d、i q分别与网侧电流参考值之间的偏差e d、e q为: (11) 式(11)中,i dref为i d的参考值,i qref为i q的参考值; 设计d、q轴的终端滑模面分别为s dg、s qg,与终端滑模面正交的互补滑模面为s dc、s qc,则s dg、s dc、s qg、s qc具体的函数表现形式如下: (12) 式(12)中,λ 1、λ 2≥0,λ 1、λ 2为滑模面的增益,0m 1=a 1b 11,0m 2=a 2b 21,a 1、b 1 、a 2、b 2均为正奇数; 由式(12)得两个滑模面之间的关系为: (13) 式(13)中,s d,s q分别是d、q轴的滑模面之和,即s d=s dc+s dg,s q=s qc+s qg; 选取判定系统稳定性的Lyapunov函数V d,V q为: (14) 对式(14)求一阶微分得: (15) 根据式(15),为使终端互补滑模函数满足Lyapunov稳定性要求,则需要满足: (16) 根据式(16)得出d、q轴的等效控制律为: (17) 式(17)中,b d、b q分别为d、q轴控制量增益,z d1、z d2分别为状态变量x d2、x d3的观测值; 步骤5:将步骤4的终端互补滑模控制器中引入复合变速趋近律; 步骤6:根据以上步骤得到控制律经过SPWM调制得到储能变流器开关管的调制信号,将调制信号应用于逆变器开关管的控制,从而实现对储能变流器的闭环控制。
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