DC-DC变换器的控制及故障诊断方法研究
发布时间：2021-06-19 18:08
电力电子技术的主要功能是把电能转换成负载做需要的形式,作为电力电子技术的核心之一,DC-DC的应用显然是很普遍的。如何较好的控制DC-DC变换器是当前的热门话题。与此同时,故障的发生会带来了安全性的问题,一旦发生传感器,元器件等类型故障,变换器将不能正常的运行,甚至造成电网的瘫痪。因此DC-DC变换器的控制及故障诊断方法的研究极其重要。本论文的主要工作如下:DC-DC变换器的控制策略设计。针对DC-DC的电路模型,采用状态空间发进行系统建模,由于变换器的开关交替工作,因此电路被建成切换系统模型。然后将切换规则作为控制策略应用到两种DC-DC变换器上,系统在切换规则的作用下达到稳定状态,得到稳定的输出电压。DC-DC变换器的故障检测与故障估计问题。首先对Buck-boost变换器系统进行了建模,给出了故障模型;然后基于切换李雅普诺夫函数技术,设计了一种针对切换误差系统的滑模观测器并满足一个H∞性能指标,该观测器能保证切换误差系统的渐近稳定。然后,将阈值与滑模观测器产生的残差进行比较,得到传感器的故障检测结果。同时,基于故障重构方法实现了故障估计。最后,为了说明该传感器故障检测与估计的可行...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１单端初级电感转换器电路??定义义⑴＝?将变换器按照状态空间表达式建模为切换系统如（２－１）：其??
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第２章ＤＣ－ＤＣ变换器的控制策略设计??２．３?ＤＣ－ＤＣ变换器控制策略的设计??对己确定的控制系统进行切换控制，给出切换策略如图２－３所示。运用多个李雅普??诺夫函数取最大组合的切换规则：??ｃｒ（ｘ（ｔ））?＝?ａｒｇｍａｘ｛ｖａ（ｘ（ｔ））｝，?（２－５）??其中ｖＣＴ（ｘ（〇）?＝?ｘ（〇ＴＰＣＴｘ（ｒ）?＋?＼为子系统所对应的能量函数。??当１＾＞１时，系统工作在子系统１，即（Ｔ〇（〇）?＝?ｌ。??当ｖ，＜ｖ２时，系统工作在子系统２，即ｃｒＣｘ〇Ｘ）?＝?２。??＿从而最终使该电路系统达到渐近稳定。通过李雅普诺夫稳定性原理推导得到充分条件如??下：为了让系统达到渐近稳定状态只需满足０＜〇。??通过推导得到一个使系统达到渐近稳定状态??Ｖ（ｘ（〇）?＋?２ａｆｌ（Ｖ（ｘ（〇）?－?ｘ（ｔ）Ｔｐｘ（ｔ））?＜?０，?（２－６）??有等式??Ｖ（ｘ（ｔ））?＝?０］（ｘ（ｔ））Ｖｖｌｒ?（ｘ（〇）ｘ（〇?＋?ｄ，（ｘ（ｔ））Ｖｖ２?（ｘ（〇）ｘ（〇??＝２ｄ，?（ｘ｛ｔ）＼ｘＴＰ，?＋?Ｓｉ?）ｘ｛ｔ）?＋?０２?｛ｘ｛ｔ））｛ｘＴＰ２?＋?Ｓｔ７?）ｘ（／）?（２－７）??＝２ｘ｛ｔ）Ｔ?Ｐ０ｘ｛ｔ）?＋?２ＳＴｅ?＼Ａｅｘ｛ｔ）?＋?Ｋｅ，??经过推导得到下式??Ｆ（ｘ（／））?＋?２ａ，?｛［９Ｘ?（ｘ（ｔ）ＴＰ］Ｘ（ｔ）?＋?２ｘ（ｔ）Ｔ?５，）?＋?０￣２（ｘ（ｔ）Ｔ?Ｐ２ｘ｛ｔ）?＋?２ｘ（ｔ）ｒ?Ｓ２）］?－?ｘ（ｔ）Ｔ?ｐｘ（〇｝??＝｛ｌｘ１?Ｐｅｘ?＋２Ｓｉ?）｛Ａ０ｘ｛ｔ）?＋Ｋ＾?＋?ｌａ＾ｔ）１?Ｐ０ｘ（ｔ）?＋?４ａ０ｘ（ｔ）ｒ?Ｓｇ－ｌａ＾ｔ）１?ｐｘ｛ｔ）?＜?０，??得
【参考文献】：
期刊论文
[1]适用于低功耗DC-DC变换器的双延迟线结构DPWM[J]. 郑则炯,梁文祯. 电子器件. 2018(04)
[2]基于离散自适应滑模控制的DC-DC变换器的设计与仿真[J]. 徐恒通,王卫国. 电子设计工程. 2018(05)
[3]我国电力电子技术应用系统发展现状研究[J]. 汪利华. 三峡大学学报(人文社会科学版). 2017(S2)
[4]电力电子技术在电路系统中的应用[J]. 刘禹延. 电子技术与软件工程. 2017(15)
[5]电子技术在电力能源计量管理中的应用分析[J]. 郑冕. 科技创新与应用. 2016(28)
[6]Buck类DC/DC变换器状态反馈精确线性化恒流控制方法[J]. 刘卓然,许海平,张祖之,杨超. 中国电机工程学报. 2017(02)
[7]两并联双向DC/DC变换器的滑模变结构控制[J]. 孙鹤旭,张厚升. 电力电子技术. 2016(05)
[8]工业自动控制系统的故障检测与诊断方法[J]. 杨军. 中国新技术新产品. 2016(08)
[9]奇异模糊系统基于等价空间的故障检测[J]. 陈莉,钟麦英. 控制与决策. 2011(02)
[10]基于等价空间的故障检测案例[J]. 赵雪纲,张祯滨,王斐. 可编程控制器与工厂自动化. 2010(07)
硕士论文
[1]基于切换控制的DC-DC变换器控制研究[D]. 何芹.东北大学 2012
本文编号：3238294
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１单端初级电感转换器电路??定义义⑴＝?将变换器按照状态空间表达式建模为切换系统如（２－１）：其??
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第２章ＤＣ－ＤＣ变换器的控制策略设计??２．３?ＤＣ－ＤＣ变换器控制策略的设计??对己确定的控制系统进行切换控制，给出切换策略如图２－３所示。运用多个李雅普??诺夫函数取最大组合的切换规则：??ｃｒ（ｘ（ｔ））?＝?ａｒｇｍａｘ｛ｖａ（ｘ（ｔ））｝，?（２－５）??其中ｖＣＴ（ｘ（〇）?＝?ｘ（〇ＴＰＣＴｘ（ｒ）?＋?＼为子系统所对应的能量函数。??当１＾＞１时，系统工作在子系统１，即（Ｔ〇（〇）?＝?ｌ。??当ｖ，＜ｖ２时，系统工作在子系统２，即ｃｒＣｘ〇Ｘ）?＝?２。??＿从而最终使该电路系统达到渐近稳定。通过李雅普诺夫稳定性原理推导得到充分条件如??下：为了让系统达到渐近稳定状态只需满足０＜〇。??通过推导得到一个使系统达到渐近稳定状态??Ｖ（ｘ（〇）?＋?２ａｆｌ（Ｖ（ｘ（〇）?－?ｘ（ｔ）Ｔｐｘ（ｔ））?＜?０，?（２－６）??有等式??Ｖ（ｘ（ｔ））?＝?０］（ｘ（ｔ））Ｖｖｌｒ?（ｘ（〇）ｘ（〇?＋?ｄ，（ｘ（ｔ））Ｖｖ２?（ｘ（〇）ｘ（〇??＝２ｄ，?（ｘ｛ｔ）＼ｘＴＰ，?＋?Ｓｉ?）ｘ｛ｔ）?＋?０２?｛ｘ｛ｔ））｛ｘＴＰ２?＋?Ｓｔ７?）ｘ（／）?（２－７）??＝２ｘ｛ｔ）Ｔ?Ｐ０ｘ｛ｔ）?＋?２ＳＴｅ?＼Ａｅｘ｛ｔ）?＋?Ｋｅ，??经过推导得到下式??Ｆ（ｘ（／））?＋?２ａ，?｛［９Ｘ?（ｘ（ｔ）ＴＰ］Ｘ（ｔ）?＋?２ｘ（ｔ）Ｔ?５，）?＋?０￣２（ｘ（ｔ）Ｔ?Ｐ２ｘ｛ｔ）?＋?２ｘ（ｔ）ｒ?Ｓ２）］?－?ｘ（ｔ）Ｔ?ｐｘ（〇｝??＝｛ｌｘ１?Ｐｅｘ?＋２Ｓｉ?）｛Ａ０ｘ｛ｔ）?＋Ｋ＾?＋?ｌａ＾ｔ）１?Ｐ０ｘ（ｔ）?＋?４ａ０ｘ（ｔ）ｒ?Ｓｇ－ｌａ＾ｔ）１?ｐｘ｛ｔ）?＜?０，??得
【参考文献】：
期刊论文
[1]适用于低功耗DC-DC变换器的双延迟线结构DPWM[J]. 郑则炯,梁文祯. 电子器件. 2018(04)
[2]基于离散自适应滑模控制的DC-DC变换器的设计与仿真[J]. 徐恒通,王卫国. 电子设计工程. 2018(05)
[3]我国电力电子技术应用系统发展现状研究[J]. 汪利华. 三峡大学学报(人文社会科学版). 2017(S2)
[4]电力电子技术在电路系统中的应用[J]. 刘禹延. 电子技术与软件工程. 2017(15)
[5]电子技术在电力能源计量管理中的应用分析[J]. 郑冕. 科技创新与应用. 2016(28)
[6]Buck类DC/DC变换器状态反馈精确线性化恒流控制方法[J]. 刘卓然,许海平,张祖之,杨超. 中国电机工程学报. 2017(02)
[7]两并联双向DC/DC变换器的滑模变结构控制[J]. 孙鹤旭,张厚升. 电力电子技术. 2016(05)
[8]工业自动控制系统的故障检测与诊断方法[J]. 杨军. 中国新技术新产品. 2016(08)
[9]奇异模糊系统基于等价空间的故障检测[J]. 陈莉,钟麦英. 控制与决策. 2011(02)
[10]基于等价空间的故障检测案例[J]. 赵雪纲,张祯滨,王斐. 可编程控制器与工厂自动化. 2010(07)
硕士论文
[1]基于切换控制的DC-DC变换器控制研究[D]. 何芹.东北大学 2012
本文编号：3238294
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