双向DC-DC变换器控制策略研究

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1、工学硕士学位论文双向DC-DC变换器控制策略研究曹雷哈尔滨理工大学2018年6月国内图书分类号：TM44工学硕士学位论文双向DC-DC变换器控制策略研究硕士研究生：曹雷导师：颜景斌申请学位级别：工学硕士学科、专业：电力系统及其自动化所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TM44DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheResearchofBidirectionalDC-DCconverter

2、'scontrolstrategyCandidate：CaoLeiSupervisor：YanJingbinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：PowersystemanditsautomationDateofOralExamination：June，2018HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《双向DC-D

3、C变换器控制策略研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：曹雷日期：2018年6月27日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《双向DC-DC变换器控制策略研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单

4、位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密√。(请在以上相应方框内打√)作者签名：曹雷日期：2018年6月27日导师签名：颜景斌日期：2018年6月27日双向DC-DC变换器控制策略研究摘要随着传统能源的日渐枯竭，风能、太阳能等可再生能源得到快速发展，但是可再生能源的不稳定性、不连

5、续性使其在实际应用中受到很大约束，为了克服这些缺点，目前最有效的方式是增加储能系统，保证微网的输送电能的连续性。双向DC-DC变换器作为储能系统的重要组成部分，在新能源汽车，不间断电源，新能源发电系统也有着广泛的应用，变换器实现能量双向流动和一机多用，缩小设备体积节约成本，工作方式切换灵活，本文对双向DC-DC变换器控制策略进行以下研究。首先总结双向DC-DC变换器的发展现状，采用半桥式电路作为双向DC-DC的主电路拓扑结构，分析半桥型电路的基本原理，利用状态空间平均法对半桥式电路进行小信号建模，推导控制量到电感

6、电流的传递函数和电感电流到输出电压的传递函数，根据电流内环传递函数频率特性曲线和电压外环传递函数的频率特性曲线，选择合适的补偿控制器类型，计算其补偿器参数，搭建仿真模型，仿真验证系统闭环稳定性。其次研究非奇异终端滑模变结构控制策略的基本原理，结合本文所选择的主电路拓扑结构，采用非奇异终端滑模变结构控制策略，根据DC-DC变换器的平均状态空间模型，推导滑模变结构控制律，根据李雅普诺夫函数判断广义滑模存在性，利用仿真软件PLECS搭建仿真模型，对双向DC-DC变换器两种工作方式下的非奇异终端滑模变结构控制进行仿真验证

7、。最后分别进行了输入电压阶跃变化、输出负载电流阶跃变化时的仿真，比较非奇异终端滑模变结构控制策略和平均电流控制策略的输出电压波形，验证非奇异终端滑模变结构控制策略在各种工况下的控制优越性，将双向DC-DC变换器和储能系统相结合，进行充电模式和放电模式切换仿真。关键词双向DC-DC变换器；储能系统；滑模变结构控制-I-TheResearchofBidirectionalDC-DCconverter'scontrolstrategyAbstractWiththeshortageoffossilenergy,there

8、newableenergylikeWindpowerandsolarenergy’sapplicationsgrowrapidly.However,Itexistsgreatdisadvantagesinstabilityandcontinuitywhichlimitit’sbroadusage.Inordertogetoverthesedisadvantages,the