【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利申请属于dc-dc变换器，具体涉及一种三端口dc-dc变换器的预测控制方法和系统。
技术介绍
1、现有技术中，有针对具体电路模型进行相关的设计，但在实际应用中，电力电子器件存在很多因素影响最终的效果。如随着温度的变化器件的相关性能产生漂移，磁性元件在不同频率下的阻抗特性存在着相应的变化等，都会影响变换器的输出效果。
2、现有的技术方案，大多采用比例积分控制，比例积分控制是根据过程当前的和上一刻变换器输出的测量值和设定的参考值的之间的偏差来确定当前的控制输入。
3、现阶段关于隔离型三端口dc-dc(direct current-direct current，直流-直流)变换器的控制，有pi(proportional-integral，比例积分)控制方法、零极点补偿方法等。比例积分控制以及零极点矫正的方式中，以隔离三端口变换器的小信号传递函数为模型，对系统的零极点进行补偿，但在负载投切时，存在电压超调波动过大较大的问题。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术专利申请提出一种三端口dc-dc变换器的预测控制方法，包括：
2、基于三端口dc-dc变换器的结构参数，求得电流与移相角的传递关系；
3、采用前馈解耦网络，通过所述电流与移相角的传递关系，得到解耦后的电压环；
4、基于所述解耦后的电压环的输出电压，采用预测控制器，进行预测控制。
5、优选的，所述基于三端口dc-dc变换器的结构参数
6、根据三端口dc-dc变换器的拓扑结构参数，构建三端口dc-dc变换器等效电路模型；
7、通过所述三端口dc-dc变换器等效电路模型，计算所述三端口dc-dc变换器中端口平均电流；所述端口平均电流包括：端口1平均电流、端口2平均电流和端口3平均电流；
8、基于端口1平均电流的微分和端口3平均电流的微分，分别对端口1与端口2之间移相角的微分、端口1与端口3之间移相角的微分求偏导，得到电流与移相角的传递关系；
9、其中，所述结构参数至少包括下述的一种或多种：变换器的开关管、各端口电压、各端口电流、各端口变压器变比、各端口电容、串联到第一绕组的电感与漏感之和、串联到第二绕组的电感与漏感之和、串联到第三绕组的电感与漏感之和。
10、优选的，所述根据三端口dc-dc变换器的拓扑结构参数，构建三端口dc-dc变换器等效电路模型，包括：
11、将三端口dc-dc变换器拓扑结构中的变压器设为理想变压器，并忽略励磁电感后，根据所述三端口dc-dc变换器的拓扑结构参数，构建暂定三端口dc-dc变换器等效电路模型；所述暂定三端口dc-dc变换器等效电路模型包括端口1、端口2、端口3和电感网络；
12、将所述暂定三端口dc-dc变换器等效电路模型的端口2与端口3折算到端口1，并对所述电感网络进行星三角变化后，得到三端口dc-dc变换器等效电路模型。
13、优选的，所述电流与移相角的传递关系的表达式如下：
14、
15、其中，δi1为端口1平均电流的微分，δi3为端口3平均电流的微分，g11、g12、g21、g22均为中间变量，为端口1与端口2之间移相角的微分，为端口1与端口3之间移相角的微分。
16、优选的，所述前馈解耦网络包括前馈解耦网络h12和前馈解耦网络h21；所述采用前馈解耦网络，通过所述电流与移相角的传递关系，得到解耦后的电压环，包括：
17、将所述端口1与端口2之间移相角的微分，作用在所述前馈解耦网络h21，得到对应的耦合变量；
18、同时将所述端口1与端口3之间移相角的微分，作用在所述前馈解耦网络h12，得到对应的耦合变量；
19、将两个所述耦合变量，作用到所述电流与移相角的传递关系中，得到解耦后的电流与移相角的传递关系；
20、根据所述解耦后的电流与移相角的传递关系，得到解耦后的电压环。
21、优选的，所述基于所述解耦后的电压环的输出电压，采用预测控制器，进行预测控制，包括：
22、基于解耦后的电压环的输出电压，通过预测控制器的预测模型，得到最优移相比；
23、将所述最优移相比，作用到所述解耦后的电流与移相角的传递关系中，完成预测控制。
24、优选的，所述预测模型的构建，包括：
25、基于主电路拓扑数学模型中端口3的输出电容与负载电阻的电路、电容电压与电流的关系，得到数据关系表达式；
26、根据所述数据关系表达式，采用前向差分的方式进行离散化，得到预测模型的表达式，完成预测模型的构建。
27、优选的，所述预测模型的表达式，如下：
28、
29、其中，v3(k+1)为k+1时刻的端口3的方波电压，v1(k)为k时刻的端口1的方波电压，为k时刻的端口1与端口2之间的移相角，fs为变换器的开关频率，c3为端口3的电容，l3为串联到第三绕组的电感与漏感之和，ts为变换器的开关周期，v3(k)为k时刻的端口3的方波电压，r0为负载电阻。
30、基于同一专利技术构思，本专利技术专利申请还提供了一种三端口dc-dc变换器的预测控制系统，包括：传递关系模块、解耦电压环模块和预测控制模块；
31、所述传递关系模块，用于基于三端口dc-dc变换器的结构参数，求得电流与移相角的传递关系；
32、所述解耦电压环模块，用于采用前馈解耦网络，通过所述电流与移相角的传递关系，得到解耦后的电压环；
33、所述预测控制模块，用于基于所述解耦后的电压环的输出电压，采用预测控制器，进行预测控制。
34、优选的，所述传递关系模块，包括：
35、等效电路模型构建子模块，用于根据三端口dc-dc变换器的拓扑结构参数，构建三端口dc-dc变换器等效电路模型；
36、端口平均电流计算子模块，用于通过所述三端口dc-dc变换器等效电路模型，计算所述三端口dc-dc变换器中端口平均电流；所述端口平均电流包括：端口1平均电流、端口2平均电流和端口3平均电流；
37、电流与移相角传递关系子模块，用于基于端口1平均电流的微分和端口3平均电流的微分，分别对端口1与端口2之间移相角的微分、端口1与端口3之间移相角的微分求偏导，得到电流与移相角的传递关系；
38、其中，所述结构参数至少包括下述的一种或多种：变换器的开关管、各端口电压、各端口电流、各端口变压器变比、各端口电容、串联到第一绕组的电感与漏感之和、串联到第二绕组的电感与漏感之和、串联到第三绕组的电感与漏感之和。
39、优选的，所述等效电路模型构建子模块，具体用于：
40、将三端口dc-dc变换器拓扑结构中的变压器设为理想变压器，并忽略励磁电感后，根据所述三端口dc-dc变换器的拓扑结构参数，构建暂定三端口dc本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三端口DC-DC变换器的预测控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于三端口DC-DC变换器的结构参数，求得电流与移相角的传递关系，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据三端口DC-DC变换器的拓扑结构参数，构建三端口DC-DC变换器等效电路模型，包括：
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电流与移相角的传递关系的表达式如下：
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前馈解耦网络包括前馈解耦网络H12和前馈解耦网络H21；所述采用前馈解耦网络，通过所述电流与移相角的传递关系，得到解耦后的电压环，包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述解耦后的电压环的输出电压，采用预测控制器，进行预测控制，包括：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预测模型的构建，包括：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预测模型的表达式，如下：
9.一种三端口DC-DC变换器的预测控制系统，其特征在于，包括
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述传递关系模块，包括：
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述等效电路模型构建子模块，具体用于：
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电流与移相角的传递关系的表达式如下：
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述前馈解耦网络包括前馈解耦网络H12和前馈解耦网络H21；所述解耦电压环模块，包括：
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述预测控制模块，包括：
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，系统还包括：预测模型构建模块，用于：
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述预测模型的表达式，如下：
17.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；所述存储器和处理器通过总线相连；
18.一种可读存储介质，其特征在于，其上存有执行程序，所述执行程序被执行时，实现如权利要求1至8任一项所述的一种三端口DC-DC变换器的预测控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种三端口dc-dc变换器的预测控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于三端口dc-dc变换器的结构参数，求得电流与移相角的传递关系，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据三端口dc-dc变换器的拓扑结构参数，构建三端口dc-dc变换器等效电路模型，包括：
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电流与移相角的传递关系的表达式如下：
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前馈解耦网络包括前馈解耦网络h12和前馈解耦网络h21；所述采用前馈解耦网络，通过所述电流与移相角的传递关系，得到解耦后的电压环，包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述解耦后的电压环的输出电压，采用预测控制器，进行预测控制，包括：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预测模型的构建，包括：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预测模型的表达式，如下：
9.一种三端口dc-dc变换器的预测控制系统，其特征在于，包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾飞，刘铠诚，缪惠宇，王松岑，袁晓冬，王明深，吴乃月，张新鹤，贾晓强，苗常海，何桂雄，黄伟，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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