Riemann-Liouville分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制

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作者 蔡中泽 曾庆双 孙谷昊 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期263-271,共9页

本文主要研究了分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制问题.首先,针对Buck变换器中存在多重干扰和电子元件具有非整数阶特性的情况,建立了存在匹配和不匹配干扰的Riemann-Liouville分数阶Buck变换器数学模型.然后,针对传统滑模控制算法... 本文主要研究了分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制问题.首先,针对Buck变换器中存在多重干扰和电子元件具有非整数阶特性的情况,建立了存在匹配和不匹配干扰的Riemann-Liouville分数阶Buck变换器数学模型.然后,针对传统滑模控制算法要求预知干扰上界的问题,设计了自适应算法以估计干扰的未知上界,基于反步控制方法建立了滑模控制器,引入分数阶滑模面,提升系统鲁棒性的同时,实现滑动模态的渐近收敛.进而,针对滑模控制系统中的抖振问题,设计了连续滑模控制信号,减小了不连续控制带来的抖振,使系统状态能够在有限时间内收敛至滑模面上,并给出了最大收敛时间.最后,基于Mittag-Leffler稳定性理论,证明了所提出总体控制方案的稳定性.数值仿真验证了所提出控制器的有效性,保证了系统鲁棒性的同时,减小了抖振,得到了良好的动态性能和较小的稳态误差. 展开更多

关键词 分数阶微积分 Riemann-Liouville buck变换器 自适应律 连续滑模控制 Mittag-Leffler稳定

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分数阶Buck变换器的最优PI~λD~μ控制 被引量：10

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作者 蓝会立 周晓华 罗文广 《电测与仪表》 北大核心 2019年第16期134-141,共8页

利用分数阶微积分理论建立Buck变换器的分数阶数学模型和分数阶状态平均模型,研究分数阶Buck变换器的电感分数阶次α、电容分数阶次β对其频域特性的影响。基于Buck变换器的分数阶模型,提出分数阶PI^λD^μ控制方法,构建基于电压型控制... 利用分数阶微积分理论建立Buck变换器的分数阶数学模型和分数阶状态平均模型,研究分数阶Buck变换器的电感分数阶次α、电容分数阶次β对其频域特性的影响。基于Buck变换器的分数阶模型,提出分数阶PI^λD^μ控制方法,构建基于电压型控制的分数阶Buck变换器反馈控制系统,利用遗传算法对分数阶PI^λD^μ控制器参数进行优化整定以获取系统最优控制性能,仿真实验结果表明系统在输入电压扰动、负载扰动下均获得良好的动态、稳态性能,对反馈控制系统参考电压扰动有良好的跟随性能,该方法可以改善分数阶Buck变换器系统的综合控制性能,提高系统的控制鲁棒性。 展开更多

关键词 分数阶buck变换器 分数阶PI^λD^μ控制 最优控制 遗传算法

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分数阶忆阻二阶电流反馈型Buck-Boost变换器动力学建模与分析

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作者 王琳 王聪 +1 位作者 张宏立 张绍华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期314-323,共10页

提出一种基于分数阶微积分理论的有源压控忆阻负载峰值电流型Buck-Boost变换器模型。在推导其在电感电流连续模式下电路方程的基础上,通过数值仿真分析并验证Buck-Boost变换器的复杂动力学行为。仿真实验结果表明,随着系统阶次的变化及... 提出一种基于分数阶微积分理论的有源压控忆阻负载峰值电流型Buck-Boost变换器模型。在推导其在电感电流连续模式下电路方程的基础上,通过数值仿真分析并验证Buck-Boost变换器的复杂动力学行为。仿真实验结果表明,随着系统阶次的变化及忆性负载的加入,系统分岔点均发生后移,系统稳定工作范围大大增加;对整数阶忆阻负载变换器模型施加两时间尺度参数激励与外接激励,研究当慢变参数频率与系统固有频率产生量级差时的簇发振荡行为,随着系统激励幅值A的变化,系统会出现概周期的单-Hopf簇发振荡。 展开更多

关键词 光伏发电 buck-BOOST变换器 忆阻器 分数阶微积分 参外联合激励

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分数阶双输入Buck变换器的逆向解耦PIλ控制

4

作者 吴家荣 杨林 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期135-141,共7页

为提高分数阶双输入Buck变换器的动静态性能,提出一种逆向解耦PIλ控制。首先,基于状态空间平均法建立双输入Buck变换器的分数阶数学模型,推导其分数阶小信号等效模型。随后,分析能量间的耦合关系。基于逆向解耦方法实现变量间的解耦,... 为提高分数阶双输入Buck变换器的动静态性能,提出一种逆向解耦PIλ控制。首先,基于状态空间平均法建立双输入Buck变换器的分数阶数学模型,推导其分数阶小信号等效模型。随后,分析能量间的耦合关系。基于逆向解耦方法实现变量间的解耦,并推导实现分数阶逆向解耦的必要条件。最后,对解耦系统分别设计分数阶PI控制器,并结合分数阶系统的Nyquist判据证明控制系统的稳定性。仿真结果表明,所提控制策略具有良好的抗干扰性能和动静态调节特性。 展开更多

关键词 双输入buck变换器 分数阶模型 逆向解耦 分数阶控制

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一种基于分数阶微积分的CCM Boost变换器准在线无源参数的数字孪生辨识方法 被引量：1

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作者 马铭遥 韩添侠 +2 位作者 陈强 王鼎奕 徐君 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2340-2349,I0022,共11页

由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路... 由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路的预估-校正数字孪生模型,应用基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的孪生参数辨识方法对不同分数阶阶次下的电感值(L)和电容值(C)进行辨识,并计算出等效串联电阻。通过与现有方法对比,该方法不仅提高了实际电感和实际电容的辨识精度,还能辨识出不同阶次下与不同C下的分数阶参数。最后,搭建不同L和C及分数阶阶次的连续导通模式Boost变换器物理样机,并考虑不同工况条件与不同辨识次数等因素来进行实验验证。实验结果验证了所提模型与方法的有效性。 展开更多

关键词 数字孪生 分数阶 BOOST变换器 参数辨识 粒子群优化

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基于R-L分数阶定义的PCCM Boost变换器建模与分析 被引量：1

6

作者 王仁明 李啸 张赟宁 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期19-26,共8页

研究了基于R-L分数阶定义的电感电流伪连续PCCM(pseudo-continuous conduction mode)Boost变换器模型,并由此导出了变换器的状态平均模型,然后推导出升压比,直流静态工作点,电感电流波纹以及输出电压波纹的表达式。结果表明,与基于Caput... 研究了基于R-L分数阶定义的电感电流伪连续PCCM(pseudo-continuous conduction mode)Boost变换器模型,并由此导出了变换器的状态平均模型,然后推导出升压比,直流静态工作点,电感电流波纹以及输出电压波纹的表达式。结果表明,与基于Caputo分数阶定义下的变换器模型相应表达式比较,R-L分数阶定义下的直流静态工作点和升压比不仅与占空比相关,而且还与电感和电容的阶数有关,输出电压波纹的表达式不仅与分数阶电感的阶数α有关,与分数阶电容的阶数β也相关。电感和电容的阶数对状态变量的直流分量和分数阶PCCM Boost的稳态特性有很大影响。最后,在MATLAB/SIMULINK中搭建了R-L分数阶PCCM Boost变换器数学模型和电路模型,仿真结果显示R-L分数阶PCCM Boost变换器模型的分析结果比其他PCCM Boost模型的分析结果更加稳定,误差更小。 展开更多

关键词 BOOST变换器 分数阶模型 电感电流伪连续模式 状态空间平均法

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基于预估-校正算法的分数阶Boost变换器倍周期分岔研究 被引量：1

7

作者 谢玲玲 杨雨晴 +1 位作者 姚浚义 秦龙 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期10-18,共9页

基于电感电容本质是分数阶的事实,对分数阶Boost变换器的非线性动力学特性进行了深入研究。采用分数阶微积分的预估-校正算法,建立了Boost变换器的预估-校正模型,在此基础上得到了以参考电流、输入电压以及电容电感阶数为分岔参数的分岔... 基于电感电容本质是分数阶的事实,对分数阶Boost变换器的非线性动力学特性进行了深入研究。采用分数阶微积分的预估-校正算法,建立了Boost变换器的预估-校正模型,在此基础上得到了以参考电流、输入电压以及电容电感阶数为分岔参数的分岔图,研究了变换器的倍周期分岔和混沌行为,同时与整数阶Boost变换器的非线性动力学行为进行了比较。研究结果表明,在一定的工作条件下,随着变换器某些电路参数的变化,分数阶Boost变换器会出现分岔和混沌等非线性现象;在相同电路参数的条件下,整数阶和分数阶变换器的稳定参数域之间存在差异,与整数阶变换器相比,分数阶变换器的参数稳定区域更小,更真实地反映了Boost变换器的非线性动力学特性。 展开更多

关键词 分数阶 BOOST变换器 混沌 预估-校正算法 倍周期分岔

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基于R-L分数阶定义的CCM Flyback变换器建模与分析

8

作者 王硕禾 符屹男 +2 位作者 常宇健 杨鹏 李倩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期217-225,共9页

针对电容电感都为分数阶这一事实,利用分数阶微积分R-L定义和状态空间平均法,对工作在电感电流连续模式(CCM)下的分数阶Flyback变换器进行建模与分析。推导CCM分数阶Flyback变换器的静态工作点和小信号传递函数以及变换器工作在CCM模式... 针对电容电感都为分数阶这一事实,利用分数阶微积分R-L定义和状态空间平均法,对工作在电感电流连续模式(CCM)下的分数阶Flyback变换器进行建模与分析。推导CCM分数阶Flyback变换器的静态工作点和小信号传递函数以及变换器工作在CCM模式下的条件。其次,讨论Caputo模型与R-L导数模型的区别,得出在R-L分数阶定义下直流静态工作点不仅与占空比相关,而且还与电感和电容的阶数以及负载有关。最后,在PSIM中搭建R-L分数阶CCM Flyback变换器电路模型,得到不同分数阶电感电容阶数下分数阶Flyback变换器输出电压和电感电流的仿真波形,通过仿真结果与理论计算结果对比,验证所建模型的正确性,得出分数阶电感电容的阶数会影响闭环控制器的设计和分数阶模型能更加精确地描述Flyback变换器的工作特性。 展开更多

关键词 DC-DC变换器 电力电子 仿真平台 R-L定义 分数阶建模

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分数阶Boost变换器的混沌控制研究

9

作者 谢玲玲 谭恩坤 +1 位作者 杨雨晴 刘斌 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期764-772,共9页

基于电容电感均为分数阶的事实,对分数阶连续导通模式Boost变换器的非线性动力学特性进行分析,提出了基于优化参数共振微扰法的分数阶Boost变换器混沌控制策略。首先,采用预估-校正算法建立了峰值电流控制分数阶Boost变换器的预估-校正... 基于电容电感均为分数阶的事实,对分数阶连续导通模式Boost变换器的非线性动力学特性进行分析,提出了基于优化参数共振微扰法的分数阶Boost变换器混沌控制策略。首先,采用预估-校正算法建立了峰值电流控制分数阶Boost变换器的预估-校正模型,通过分岔图详细分析了电路参数对变换器非线性动力学特性的影响。然后,采用优化参数共振微扰法对变换器进行混沌控制,推导了系统的稳定判据,计算了扰动信号的最优幅值与相位。最后,在MATLAB/Simulink中进行仿真实验。研究表明,选择合理的扰动信号,能够有效抑制变换器的混沌现象,使变换器由混沌回归稳定状态。与参数共振微扰法相比,优化后的控制策略提高了系统的鲁棒性。仿真结果验证了所提策略的有效性。 展开更多

关键词 分数阶Boost变换器 预估-校正算法 混沌 参数共振微扰法

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基于分数阶混沌的反激变换器辐射EMI主动抑制 被引量：1

10

作者 吴键澄 杨汝 +2 位作者 张宇帆 钟振业 刘佐濂 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期438-447,共10页

快速通断的开关信号是造成开关电源电磁干扰EMI(electromagnetic interference)的主要原因。目前,关于混沌抑制EMI技术的研究主要集中在利用整数阶混沌抑制传导EMI。在此基础上,本文对分数阶混沌在辐射EMI上的抑制以及最优阶次的选取问... 快速通断的开关信号是造成开关电源电磁干扰EMI(electromagnetic interference)的主要原因。目前,关于混沌抑制EMI技术的研究主要集中在利用整数阶混沌抑制传导EMI。在此基础上,本文对分数阶混沌在辐射EMI上的抑制以及最优阶次的选取问题展开研究。首先,通过分数阶Lorenz的频谱特性及Lyapunov指数谱分析,优选出1.8阶Lorenz信号为最佳扩频序列;其次,基于变开关频率抑制EMI技术的基本原理,在STM32单片机中分别实现了定频、整数阶、2.7阶、1.8阶Lorenz混沌扩频PWM信号,在一台5 W反激变换器中进行近场辐射实验,证明了1.8阶Lorenz信号对近场磁场辐射抑制作用最强;最后,测得分数阶Lorenz混沌与定频PWM控制下,样机的整机效率相差2%左右,验证了分数阶混沌PWM在辐射EMI抑制性能上的优越性。 展开更多

关键词 反激变换器 分数阶混沌 近场辐射 电磁干扰

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BUCK型开关变换器分数阶PI^λD^μ控制研究 被引量：6

11

作者 何一文 许维胜 程艳 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第2期162-166,共5页

常规的PID控制策略已经很难满足DC-DC开关变换器高精度、高稳定性和快速动态调节特性的要求。分数阶PIλDμ控制器将传统的PID控制器的阶次推广到分数领域,它不但适合于分数阶系统,也适用于整数阶系统,并能够取得一些优于整数阶PID控制... 常规的PID控制策略已经很难满足DC-DC开关变换器高精度、高稳定性和快速动态调节特性的要求。分数阶PIλDμ控制器将传统的PID控制器的阶次推广到分数领域,它不但适合于分数阶系统,也适用于整数阶系统,并能够取得一些优于整数阶PID控制器的效果。最后给出了基于ITAE最优和遗传算法的PIλDμ控制器参数整定方法,并应用于Buck型变换器中。实验结果表明该控制器不仅能提高系统的控制品质,而且对系统参数的变化并不敏感,具有更灵活的结构和更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 buck变换器 分数阶微积分 分数阶PIλDμ控制器 参数整定

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基于分数阶滑模的混合微电网接口变换器电压稳定控制

12

作者 王浩 聂晶莹 +2 位作者 李斌 康博阳 张国澎 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期141-149,共9页

针对并网型交直流混合微电网直流侧母线电压波动问题,提出一种基于分数阶滑模控制的交直流混合微电网互联接口变换器电压稳定控制策略。首先,基于交直流混合微电网互联接口变换器的数学模型,设计控制参数并推导出可控标准型状态空间表... 针对并网型交直流混合微电网直流侧母线电压波动问题,提出一种基于分数阶滑模控制的交直流混合微电网互联接口变换器电压稳定控制策略。首先,基于交直流混合微电网互联接口变换器的数学模型,设计控制参数并推导出可控标准型状态空间表达式。然后,针对控制目标选取状态变量并设计电压变结构和电流分数阶滑模控制器。最后,通过MATLAB/Simulink仿真和RT-LAB半实物平台验证了该控制策略与传统PI控制、传统单环滑模控制相比具有更好的追踪性能及鲁棒性。 展开更多

关键词 交直流混合微电网 互联接口变换器 分数阶滑模 电压稳定

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分数阶Buck-Boost变换器的建模与分析 被引量：1

13

作者 谢玲玲 覃锐 +3 位作者 刘斌 苏志鹏 宁康智 张伟斌 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期422-433,共12页

为了解决几种分数阶微积分定义在分数阶DC-DC变换器中的适应性问题以及电感电流连续导电模式的判定问题,文章提出一种在CCM的Buck-Boost变换器建模和稳态特性分析方法。首先结合谐波平衡原理和ESPM推导了电感电流和电容电压的稳态解析... 为了解决几种分数阶微积分定义在分数阶DC-DC变换器中的适应性问题以及电感电流连续导电模式的判定问题,文章提出一种在CCM的Buck-Boost变换器建模和稳态特性分析方法。首先结合谐波平衡原理和ESPM推导了电感电流和电容电压的稳态解析表达式,用ESPM的解析解对分数阶Buck-Boost变换器进行了建模,解决了分数阶微积分定义在DC-DC变换器中的适用性问题。其次,分析了变换器的谐波成分特性,研究了电感和电容分数阶阶数对谐波分量的阶次的影响。再次,给出了变换器运行在CCM的判别条件,与Caputo定义下的变换器运行在CCM的参数判别条件相比,文章提出的判定方法更准确。最后,在Matlab Simulink仿真环境下建立变换器的分数阶仿真模型,验证了建模和理论分析的正确性。 展开更多

关键词 分数阶 buck-BOOST变换器 谐波平衡 稳态分析

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分数阶移相全桥变换器的建模与优化控制

14

作者 陈新帅 刘玉芝 +1 位作者 杨鹏 李倩 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期97-111,共15页

基于电路中的分抗元件具有非整数阶特性,利用分数阶微积分理论和状态空间平均法,对分数阶移相全桥变换器进行建模与优化控制分析。建立了移相全桥变换器的分数阶状态平均方程,研究电感和电容的分数阶特性对移相全桥变换器频域特性的影... 基于电路中的分抗元件具有非整数阶特性,利用分数阶微积分理论和状态空间平均法,对分数阶移相全桥变换器进行建模与优化控制分析。建立了移相全桥变换器的分数阶状态平均方程,研究电感和电容的分数阶特性对移相全桥变换器频域特性的影响。结合遗传算法的优点,得到满足误差绝对值积分的最优分数阶比例积分(PIλ)控制器参数与最优整数阶比例积分(PI)控制器参数,并搭建了分数阶移相全桥变换器的电路仿真模型与不同控制器的仿真模型,进行了不同控制器、不同工况和负载变化下电路仿真结果的比较。结果表明:相较于整数阶PI控制器,分数阶PIλ控制器能够提供更优的控制性能,使分数阶移相全桥变换器具有更快的响应速度、更好的稳态性能和更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 分数阶移相全桥变换器 遗传算法 最优控制 分数阶比例积分控制

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基于分数阶的反激变换器精细建模

15

作者 杨鹏 李倩 +2 位作者 史善哲 符屹男 刘玉芝 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期461-470,共10页

针对传统建模方法无法更加精确地描述反激变换器真实特性的问题,利用分数阶微积分和状态空间平均法,对工作在电感电流断续模式下的分数阶反激变换器进行建模与分析。建立了电感电流断续模式下分数阶反激变换器的平均状态模型,得到其直... 针对传统建模方法无法更加精确地描述反激变换器真实特性的问题,利用分数阶微积分和状态空间平均法,对工作在电感电流断续模式下的分数阶反激变换器进行建模与分析。建立了电感电流断续模式下分数阶反激变换器的平均状态模型,得到其直流平衡点和小信号传递函数,对比其与整数阶数学模型的差异;在Simulink中搭建分数阶反激变换器的状态空间模型和电路仿真模型,以及构造分数阶反激变换器的实物实验电路;通过状态空间模型、电路模型仿真和实验结果三者对比验证所推导的分数阶模型的正确性。结果表明,分数阶数学模型能反映电感电容阶数的变化,进行理论分析能更符合该变换器的实际工作情况。将分数阶微积分理论与状态空间平均法结合,可建立更为精确的反激变换器数学模型,为其他变换器的建模提供了参考。 展开更多

关键词 电力电子技术 电感电流断续模式 分数阶反激变换器 数值仿真 实物电路

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Buck变换器的分数阶仿真模型与混沌分析 被引量：8

16

作者 孙会明 陈薇 +1 位作者 孙龙杰 黄云龙 《现代电子技术》 2014年第24期154-159,162,共7页

基于电感和电容本质上是分数阶的事实,基于分数阶微积分理论结合改进的Oustaloup分数阶微积分滤波器近似算法,在Matlab/Simulink下建立了电流连续模式下的电压控制型Buck变换器的分数阶数学仿真模型和对应的电路仿真模型,通过仿真验证... 基于电感和电容本质上是分数阶的事实,基于分数阶微积分理论结合改进的Oustaloup分数阶微积分滤波器近似算法,在Matlab/Simulink下建立了电流连续模式下的电压控制型Buck变换器的分数阶数学仿真模型和对应的电路仿真模型,通过仿真验证了该模型的正确性。基于建立的分数阶数学仿真模型研究了很少有文献研究的以参考电压和比例放大系数作为混沌控制变量的Buck变换器的混沌行为,得到了分别以参考电压、比例放大系数为变量的Buck变换器的V-I混沌相图。此模型可以对电压控制型Buck变换器的所有能导致混沌行为的7种情况进行仿真分析,利用此模型仿真分析了Buck变换器的阶数对系统动态响应过程的影响。该模型的建立方法也适用于其他DC/DC变换器的分数阶模型的建立。 展开更多

关键词 分数阶 buck变换器 建模 混沌行为

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Buck⁃Boost变换器断续模式下的分数阶建模与分析 被引量：4

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作者 胡旭旭 范秋华 《现代电子技术》 北大核心 2020年第24期126-130,134,共6页

在对Buck⁃Boost变换器运行于电感电流断续模式下的工作特性进行精确分析时,考虑到实际电感和实际电容本质上是分数阶的事实,建立该模式下变换器的分数阶数学仿真模型并进行研究。首先,根据分数阶微积分理论推导出变换器的分数阶状态空... 在对Buck⁃Boost变换器运行于电感电流断续模式下的工作特性进行精确分析时,考虑到实际电感和实际电容本质上是分数阶的事实,建立该模式下变换器的分数阶数学仿真模型并进行研究。首先,根据分数阶微积分理论推导出变换器的分数阶状态空间模型以及传递函数;然后,基于改进的Oustaloup分数阶微积分滤波器近似算法封装分数阶积分模块,并在此模块基础上构建变换器的分数阶数学仿真模型;最后,在Matlab/Simulink环境下,进行数值仿真。仿真结果表明,相较于整数阶模型,分数阶数学仿真模型能够更加精确地描述Buck⁃Boost变换器运行于电感电流断续模式下的工作特性。 展开更多

关键词 分数阶微积分 分数阶建模 buck⁃Boost变换器 断续模式 数值仿真 对照分析

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Boost变换器全分数阶化系统分析与控制性能研究 被引量：13

18

作者 柴秀慧 曹晗 +2 位作者 张波 焦猛 张纯江 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期27-33,共7页

实际存在的系统大多具有分数阶特性,利用分数阶微积分理论对原系统进行建模能够更加准确地描述系统行为,并且用分数阶PID控制器代替整数阶PID控制器可以获得更好的系统性能。首先利用Oustaloup算法对s0.8进行5阶拟合,进而构建出5阶拟合... 实际存在的系统大多具有分数阶特性,利用分数阶微积分理论对原系统进行建模能够更加准确地描述系统行为,并且用分数阶PID控制器代替整数阶PID控制器可以获得更好的系统性能。首先利用Oustaloup算法对s0.8进行5阶拟合,进而构建出5阶拟合的分数阶电感电容模型,相比10阶模型得到简化。在建立了Boost变换器的分数阶数学模型基础上,采用分数阶PID控制器形成了电压电流双闭环的Boost变换器全分数阶化系统。利用MATLAB软件对分数阶电路模型、分数阶数学模型以及全分数阶化系统进行仿真。研究结果表明,分数阶模型可以更准确地描述Boost变换器特性,分数阶PID控制的全分数阶化系统具有良好的稳态和动态性能。 展开更多

关键词 BOOST变换器 分数阶PID 全分数阶化系统 分数阶模型

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模块化多电平变换器分数阶PIλ环流抑制策略 被引量：9

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作者 郑征 李佩柯 +2 位作者 李绍令 王肖帅 靳婷婷 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期113-121,共9页

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)内部环流增加系统功率损耗,加剧桥臂电流畸变。针对传统PI环流控制器存在鲁棒性较差、控制精度有限等问题,将分数阶PI^(λ)控制器应用于MMC环流抑制。首先,对MMC工作特性进行分析... 模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)内部环流增加系统功率损耗,加剧桥臂电流畸变。针对传统PI环流控制器存在鲁棒性较差、控制精度有限等问题,将分数阶PI^(λ)控制器应用于MMC环流抑制。首先,对MMC工作特性进行分析,阐述环流产生机理。其次,研究分数阶PI^(λ)控制结构,并设计MMC分数阶PI^(λ)环流抑制策略。然后,采用经典频域法优化分数阶PI^(λ)控制器参数,并对分别采用传统PI和分数阶PI^(λ)控制器的系统环流控制性能进行对比分析。最后,在相同条件下,通过对采用上述两种环流抑制策略的MMC系统,分别在电源扰动、直流侧电压阶跃和三相不平衡工况下进行仿真研究。结果表明,分数阶PI^(λ)环流抑制器的抗电源扰动性和环流抑制能力均优于传统PI环流抑制器,更适用于MMC此类的非线性系统的控制。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器 环流抑制 分数阶FO-PIλ

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基于分数阶PID控制的质子交换膜燃料电池前级功率变换器 被引量：13

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作者 戚志东 裴进 胡迪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期235-243,共9页

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)输出为大电流、宽电压而难以实际应用的问题,首先提出一种以四开关Buck-Boost变换器为主拓扑的PEMFC预稳压模块,采用双沿开关管触发策略减小电感电流脉动,并基于高频开关网络等效原理建立准确的动态模型;... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)输出为大电流、宽电压而难以实际应用的问题,首先提出一种以四开关Buck-Boost变换器为主拓扑的PEMFC预稳压模块,采用双沿开关管触发策略减小电感电流脉动,并基于高频开关网络等效原理建立准确的动态模型;然后设计一种分数阶PID控制器实现模块的稳压补偿,并采用一种随机惯性权重PSO算法整定控制器的参数。仿真与实验结果表明,与整数阶控制器相比,分数阶PID控制器具有更好的补偿效果,在系统参数或结构变化时表现出较强的鲁棒性,所提出的模块具有高效可靠的预稳压功能。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 四开关buck-Boost变换器 分数阶PID控制器 预稳压

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