【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于llc谐振变换器控制，具体涉及一种基于状态轨迹分析的llc谐振变换器前馈控制方法。
技术介绍
1、在新能源船舶中，传统化石燃料部分或全部被新能源和动力电池所取代。将新能源整合到船舶动力系统中有效地降低了燃料消耗，显著提高了环境友好性，并大大提高了船舶的续航能力。因此，整合新能源和电池的电动船被公认为未来航运业的重要组成部分。储能转换器用于新能源船舶电力系统，将新能源的电力传输到动力电池。在所有隔离dc/dc转换器中，llc谐振转换器在软开关操作范围和功率密度方面表现出优势，使其更适合新能源船舶配电的应用场景。
2、新能源船舶电力系统面临复杂的水面或水下运行环境，其推进负荷变化快速且难以预测。现有的变频调制的特点是实现简单，技术成熟度高。然而，这种方法需要大范围调节开关频率，从而带来了诸如磁性元件利用率低、谐振回路参数设计困难和无功功率大等挑战。对此，可采用移相调制规避上述问题。为提升llc谐振变换器的动态响应能力，研究者提出了一系列基于状态轨迹的llc谐振变换器状态轨迹优化控制策略，但集中在变频调制策略上，还没有基于移相调制的状态轨迹控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于状态轨迹分析的llc谐振变换器前馈控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于状态轨迹分析的llc谐振变换器前馈控制方法，包括以下步骤：
4、s1、建立llc谐振变换器在
5、s2、绘出移相调制下正半周期下llc谐振变换器状态轨迹方程，并绘出相平面曲线图；
6、s3、将状态轨迹与几何计算相结合并进行合理简化后，估算移相角；
7、s4、将移相角前馈给pi控制输出并生成脉冲发送给llc谐振变换器。
8、优选的，所述s1中：
9、忽略死区时间的影响时移相调制下的llc谐振转换器分为六个不同模态：p模态、px模态、n模态、nx模态、o模态和ox模态，每个模态对应于谐振槽的输入电压、输出电压和谐振状态的不同条件，微分方程具体如下，
10、p模态下，微分方程为：
11、
12、px模态下，微分方程为：
13、
14、ox模态下，微分方程为：
15、
16、其中，lr、cr和lm分别是谐振电感、谐振电容和励磁电感，tr是高频变压器，s1~s4和d1~d4分别是初级侧和次级侧的开关器件和二极管，vi和vo是输入电压和输出电压，ilr、vcr和ilm分别是谐振电感电流、谐振电容电压和励磁电感电流，ip和is分别是变压器两侧的电流。
17、优选的，所述s2中，p模态下llc谐振变换器状态轨迹方程为：
18、
19、px模态下llc谐振变换器状态轨迹方程为：
20、
21、ox模态下llc谐振变换器状态轨迹方程为：
22、
23、其中vcrn和ilrn分别表示vcr和ilr的标幺值，vcr0n_s和ilr0n_s表示s模态初始时刻的vcrn和ilrn，s∈{p,px,ox}，k表示励磁电感与谐振电感的比值，即k=lm/lr，m表示变换器电压增益，即m=nvo/vi，n为变压器匝数比。
24、优选的，所述s3中，由于lm>>lr，ox模态下谐振电流远小于p模态与px模态的谐振电流，将ox的状态轨迹简化为一条横轴上的直线，计算出移相角∠aopb：
25、
26、其中opopx为简化轨迹图中op、opx两点之间的长度，ilmn为励磁电感器电流标幺值，ρp、ρpx分别为p模态和px模态对应的状态轨迹圆半径。
27、本专利技术的技术效果和优点：
28、本专利技术通过在移相调制下对llc谐振变换器的状态轨迹进行分析，并通过微分方程、轨迹方程和移项角，从而能够避免了求解超越方程的复杂计算过程，实现了从重载到轻载的状态轨迹跳变，优化了llc谐振变换器的暂态控制性能。
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1.一种基于状态轨迹分析的LLC谐振变换器前馈控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于状态轨迹分析的LLC谐振变换器前馈控制方法，其特征在于：所述S1中：
3.根据权利要求1所述的一种基于状态轨迹分析的LLC谐振变换器前馈控制方法，其特征在于：所述S2中，P模态下LLC谐振变换器状态轨迹方程为：Px模态下LLC谐振变换器状态轨迹方程为：Ox模态下LLC谐振变换器状态轨迹方程为：其中vCrn和iLrn分别表示vCr和iLr的标幺值，VCr0n_S和ILr0n_S表示S模态初始时刻的vCrn和iLrn，S∈{P,Px,Ox}，k表示励磁电感与谐振电感的比值，即k=Lm/Lr，M表示变换器电压增益，即M=nVO/VI，n为变压器匝数比。
4.根据权利要求1所述的一种基于状态轨迹分析的LLC谐振变换器前馈控制方法，其特征在于：所述S3中，由于Lm>>Lr，Ox模态下谐振电流远小于P模态与Px模态的谐振电流，将Ox的状态轨迹简化为一条横轴上的直线，计算出移相角∠AOPB：
【技术特征摘要】
1.一种基于状态轨迹分析的llc谐振变换器前馈控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于状态轨迹分析的llc谐振变换器前馈控制方法，其特征在于：所述s1中：
3.根据权利要求1所述的一种基于状态轨迹分析的llc谐振变换器前馈控制方法，其特征在于：所述s2中，p模态下llc谐振变换器状态轨迹方程为：px模态下llc谐振变换器状态轨迹方程为：ox模态下llc谐振变换器状态轨迹方程为：其中vcrn和ilrn分别表示vcr和il...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅玲玲，蒋林飞，张庆亮，曹敏，龚飞兵，陈鹏，
申请(专利权)人：江苏工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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