合肥工业大学李红梅获国家专利权
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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利基于超局部模型的Boost PFC变换器无级联协同控制方法及其系统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:CN116317489B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22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:202310405497.4,技术领域涉及:H02M1/088;该发明授权基于超局部模型的Boost PFC变换器无级联协同控制方法及其系统是由李红梅;潘晨;张恒果;杨利国;赵浩楠设计研发完成,并于2023-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于超局部模型的Boost PFC变换器无级联协同控制方法及其系统在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于超局部模型的BoostPFC变换器无级联协同控制方法及其系统,与现有技术相比解决了输出电压平均值存在静态误差的缺陷。本发明包括以下步骤:BoostPFC变换器数据及平均滤波处理;建立超局部模型并进行负载电流估计;无级联协同控制占空比控制律的生成;BoostPFC变换器的无级联协同控制。本发明能够有效提升BoostPFC变换器输出电压的稳态控制精度,且拥有控制结构简单和在负载功率突变下抗负载扰动能力较强的技术优势,全面改善BoostPFC变换器的动态控制性能和稳态运行性能。
本发明授权基于超局部模型的Boost PFC变换器无级联协同控制方法及其系统在权利要求书中公布了:1.一种基于超局部模型的BoostPFC变换器无级联协同控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 11BoostPFC变换器数据及平均滤波处理:获取BoostPFC变换器参数,其包括升压电感L、输出电容C、阻性负载R、续流二极管D及功率开关管S,建立在连续导通模式下的BoostPFC变换器平均状态空间方程,利用平均滤波模块对输出电压进行二倍频纹波的滤除; 12建立超局部模型并进行负载电流估计:基于单相BoostPFC变换器平均状态空间方程,利用输出电压超局部模型的不确定部分Fv、电感电流超局部模型的不确定部分Fi、参考电感电流幅值占空比系数αi、参考电感电流幅值系数αv,建立BoostPFC变换器输出电压及电感电流的超局部模型; 其中,diLdt表示电感电流的一阶微分;αi表示占空比系数;d表示开关管S的占空比控制信号;Fi表示电感电流超局部模型的已知部分和未知部分;Ci表示可调的常数参数;Ln为输入电感的额定电感值;L表示升压电感;vin表示输入电压;vo表示输出电压; 建立BoostPFC变换器输出电压的超局部模型; 其中,dvodt表示输出电压的一阶微分;αv表示参考电感电流幅值系数;表示参考电感电流的幅值;Fv表示输出电压的已知部分和未知部分;Cv表示调节输出电压而设置的控制增益;Vin表示输入电压的幅值;Cn为输出电容的额定电容值;表示参考输出电压的幅值;C表示输出电容;io表示负载电流; 利用负载电流估计模块,对负载电流进行估计; 13无级联协同控制占空比控制律的生成:基于BoostPFC变换器的超局部模型,开展包含输出电压误差项、电感电流误差项及输出电压误差积分项的宏变量设计,设计系统向流形收敛的动态演化方程;且藉由所设计的动态演化方程及系统运行所需满足的占空比,生成无级联协同控制的占空比控制律; 设定BoostPFC变换器协同控制系统的宏变量为电感电流误差项、输出电压的误差项与输出电压误差项的积分项的线性组合,宏变量设计如式15 其中,ψ表示系统的宏变量;iL表示电感电流;表示参考电感电流;k1、k2、k3分别表示电感电流误差项、输出电压误差项和输出电压误差积分项的控制参数; 得到无级联协同控制的占空比控制律为式18; 其中,d表示占空比控制信号;ψ表示宏变量;k1、k2、k3分别表示电感电流误差项、输出电压误差项和输出电压误差积分项的控制参数;T表示系统趋向于流形面的收敛时间常数;表示电感电流超局部模型的不确定部分的估计值;表示输出电压超局部模型的不确定部分的估计值;αi表示占空比系数;αv表示参考电感电流幅值系数; 14BoostPFC变换器的无级联协同控制:利用PWM调制模块对占空比控制信号进行调制处理,获取第k个周期的功率开关器件驱动信号s[k],控制BoostPFC变换器的功率开关管S动作,实现基于超局部模型的BoostPFC变换器的无级联协同控制。
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