DC-DC变换器建模中的控制算法的确定方法技术

本发明专利技术涉及一种控制算法，尤其涉及一种DC-DC变换器建模中的控制算法的确定方法，包括增量式PID算式的确定方法和PID控制参数的确定方法。本发明专利技术提供了一种DC-DC变换器建模中的控制算法的确定方法，鲁棒性强，简单易行，容易实现，能够使得DC-DC变换器建模的控制系统的稳定性好，精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制算法，尤其涉及一种DC-DC变换器建模中的控制算法的确定方法。
技术介绍
能源就是能向自然界提供能量转化的物质(例如核能能源，光伏能源，风力能源，水利能源，矿物质能源等)。能源是人类活动的物质基础。在当今能源短缺的形势下，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。能源的开发以及能源所伴随的环境问题，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。许多国家也为此采取了很多积极有效的措施来解决能源问题。但是，随着在世界能源结构中占主导地位的煤炭、石油、天然气等矿物质能源的消耗不断增加，人类社会面临着越来越严峻的能源与环境问题的考验。与此同时，光伏能源作为一种清洁的可再生能源，开始引起了人们的广泛关注。光伏清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的电能、热能或者化学能，能源转换过程中不会产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、清洁的新型能源。当今世界各国特别是发达国家对于光伏发电技术十分重视，针对其制定规划，增加投入、并加以大力发展。伏发电是利用光伏电池这种半导体器件吸收太阳光辐射能，使之转化成电能的直接发电形式。与常规发电和其它绿色发电技术相比，光伏发电有以下的优势:(1)太阳能取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能比人类消耗的能量大6000倍而且发电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击；(2)太阳能资源随处可得，可就近供电。不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失，同时也节省了输电成本。这同时也为家用太阳能发电系统在输电不便的西部大规模使用提供了条件；(3)太阳能光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光子到电子的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能，机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80％以上，技术开发潜力巨大；(4)光伏发电不产生任何废弃物，没有污染，噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源；(5)太阳能电池组件结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短，而用根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容。
技术实现思路
本专利技术设计了一种光伏发电系统中DC-DC变换器建模中的控制算法的确定方法，具有鲁棒性强，容易实现等特点。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：DC-DC变换器建模中的控制算法的确定方法，其特征在于：包括增量式PID算式的确定方法和PID控制参数的确定方法；所增量式PID算式的确定方法包括：(1)将PID控制算式：u=Kee(t)+Kj∫0te(t)dt+Kdde(t)dt+uo=Kp[e(t)+1Tj∫0te(t)dt+Kdde(t)dt+uo]---(1)]]>式中，u：控制器的输出；u0：偏差为零时u的初值；e(t)：调节器输入函数，即给定量与输出量的偏差；Kp：比例增益，其倒数称为比例带，即δ＝1/Kp；Ti：积分时间常数；Td：微分时间常数；中的微分方程离散化，并改写差分方程，作如下近似：∫0te(t)dt=Σj=0kTe(j)---(2)]]>de(t)dt=e(k)-e(k-1)T---(3)]]>式中，T为采样周期；k为采样序号；e(k-1)、e(k)分别为第(k-1)和第k次控制周期所得偏差；(2)将式(2)和式(3)带入式(1)得到：u(k)=Kp{e(k)+TTiΣj=0ke(j)+TdT[e(k)-e(k-1)]本文档来自技高网...

【技术保护点】
DC‑DC变换器建模中的控制算法的确定方法，其特征在于：包括增量式PID算式的确定方法和PID控制参数的确定方法；所增量式PID算式的确定方法包括：(1)将PID控制算式：式中，u：控制器的输出；u0：偏差为零时u的初值；e(t)：调节器输入函数，即给定量与输出量的偏差；Kp：比例增益，其倒数称为比例带，即δ＝1/Kp；Ti：积分时间常数；Td：微分时间常数；中的微分方程离散化，并改写差分方程，作如下近似：式中，T为采样周期；k为采样序号；e(k‑1)、e(k)分别为第(k‑1)和第k次控制周期所得偏差；(2)将式(2)和式(3)带入式(1)得到：则第(k‑1)时刻的控制量u(k‑1)为：(3)式(4)‑式(5)得到第k时刻的控制量的增量为：式中，为积分系数；为微分系数；式(6)即为增量式PID算式；所述PID控制参数的确定方法包括：a.选择一个足够短的采样周期Tmin，其中Tmin应小于对象纯滞后时间的十分之一。b.将数字控制器选为比例控制，逐渐增大比例系数Kp的值，直至系统的阶跃响应达到临界振荡状态；c.确定控制度：d.根据步骤c确定的控制度查表求得各个控制参数的值。E.使PID控制器按照求得的控制参数运行，并观察控制效果，如果系统稳定性不够，可适当加大控制度，再重复步骤d和e直到获得满意的控制效果。...

【技术特征摘要】
1.DC-DC变换器建模中的控制算法的确定方法，其特征在于：包括增量式PID算式的确定方法和PID控制参数的确定方法；
所增量式PID算式的确定方法包括：
(1)将PID控制算式：
式中，u：控制器的输出；
u0：偏差为零时u的初值；
e(t)：调节器输入函数，即给定量与输出量的偏差；
Kp：比例增益，其倒数称为比例带，即δ＝1/Kp；
Ti：积分时间常数；
Td：微分时间常数；
中的微分方程离散化，并改写差分方程，作如下近似：
式中，T为采样周期；
k为采样序号；
e(k-1)、e(k)分别为第(k-1)和第k次控制周期所得偏差；
(2)将式(2)和式(3)带入式(1)得到：...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡习荣，冯太明，
申请(专利权)人：江苏绿扬电子仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32