恭喜陕西理工大学皇金锋获国家专利权
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龙图腾网恭喜陕西理工大学申请的专利基于分数阶积分滑模的光储变流器改进自抗扰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:CN118826439B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25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:202411072503.X,技术领域涉及:H02M1/00;该发明授权基于分数阶积分滑模的光储变流器改进自抗扰控制方法是由皇金锋;胡振洋;刘月明;薛瑞泽;任俊恒设计研发完成,并于2024-08-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于分数阶积分滑模的光储变流器改进自抗扰控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于分数阶积分滑模的光储变流器改进自抗扰控制方法,通过在滑模模型中引入分数阶微积分,所提出的分数阶滑模速度控制器设计由一个分数阶微分组成的滑模面,通过引入传统的指数趋近律来改善滑模的抖振现象,采用有限时间观测器,保证观测误差系统的齐次性,使得稳定性更强,且可以保证稳定的轨迹跟踪效果,采用分数阶积分滑模控制器以三相输出电流经过d‑q坐标转换得到两相旋转坐标系下的电流,以电流误差作为输入,引入至滑模面参数,并与趋近律相互校正,使得系统不断朝稳定方向校正。
本发明授权基于分数阶积分滑模的光储变流器改进自抗扰控制方法在权利要求书中公布了:1.基于分数阶积分滑模的光储变流器改进自抗扰控制方法,用于对光储变流器后级变流器进行控制,所述后级变流器为三相全桥式逆变器,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1:构建三相全桥式逆变器的空间状态方程;所述步骤1具体为:三相全桥式逆变器在三相坐标系下的数学模型为: (1)式(1)中,Uao、Ubo、Uco分别为三相逆变器a、b、c相逆变器滤波部分电压与配网侧电压之和,R为等效电阻,ia、ib、ic分别为三相全桥式逆变器a、b、c三相输出相电流,L为三相全桥式逆变器交流测滤波电感,ea、eb、ec分别为并网侧a、b、c三相电压;步骤2:通过dq变换将三相全桥式逆变器的空间状态方程转换为d-q轴旋转坐标系下的数学模型;所述步骤2具体为:将式(1)从三相坐标系转换为两相旋转d-q坐标系,得其两相坐标系下的数学模型为: (2)式(2)中,R为三相全桥式逆变器的滤波电阻,ω为电网电压角频率;ud、uq分别为d、q轴上的输出电压,ud=sdudc、uq=squdc;sd、sq分别为d、q轴开关函数;udc为直流侧的母线电压;ed、eq分别为电网电压在d、q轴上的分量;iLd、iLq分别为网侧电流在d、q轴的分量;对式(2)求导将其化为满足二阶自抗扰的范式: (3);步骤3:构建自抗扰控制范式,设计有限时间观测器;所述步骤3具体为:定义控制对象: (4)式(4)中,y为三相逆变器系统的输出,u为系统的输入控制,b为控制量u的增益,bd、bq即为d、q轴的控制量ud、uq的增益,F为系统中的所有扰动之和,其中,y=[y1y2]T;b=[bdbq]T;u=[uduq]T;F=[FdFq]T,定义Fd、Fq为d、q轴的集总扰动;定义y1=iLd,y2=iLq,yref为输出目标值,定义d、q轴上的输出目标值分别为iLdref,iLqref;将式(4)表达为矩阵形式: (5)式(5)中,bd、bq、Fd、Fq表示为: (6)定义d轴状态变量、、,q轴状态变量为、、,则式(4)所示系统的空间状态方程为: (7)根据式(7)的空间状态表达式设计有限时间观测器的形式为: (8)式(8)中,k1、k2、k3、k4、k5、k6为观测器增益,,,其中i=1,2,3,4…;zd1、zd2、zd3、zq1、zq2、zq3分别为xd1、xd2、xd3、xq1、xq2、xq3的观测值;步骤4:给定的有功功率与无功功率经过功率外环得到电流内环的d-q轴的电流参考值;步骤5:构建分数阶积分滑模面,通过使用指数趋近律来改善系统的抖振现象,从而构建分数阶积分滑模控制器;步骤6:通过分数阶积分滑模控制器获得控制输出,使用SPWM调制得到占空比,将占空比应用于三相全桥式逆变器开关管的控制中,从而实现对全桥开关的信号控制。
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