单Buck型逆变器状态反馈线性化最优控制-论文.pdf

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1、第18卷第8期电机与控制学报V01．18No．82014年8月ElectriCMachineSandControlAug．2014单Buck型逆变器状态反馈线性化最优控制陈江辉，谢运祥，王健敏(1．仲恺农业工程学院自动化学院，广东广州510225；2．华南理工大学电力学院，广东广州510640)摘要：为了研究单Buck型逆变器非线性系统的二次型最优控制方法，提出一种状态反馈精确线性化和二次型相结合的最优控制方法；建立以状态空间平均法的单Buck型逆变器系统动态模型，采用状态反馈精确线性化方法，并给出状态反馈表达式，实现逆变器系统线性化；依据无源性控制思想，给出二次型最优控制控制器的

2、分析与设计和无源性能量函数对优化Q和R取值方法；仿真和实验结果验证了其控制方法的正确性，同时表明该线性化控制策略系统稳定，输出电压畸变小，具有良好稳态与动态性能和强鲁棒性；线性化使其控制系统结构简单，成本低，易于实现。关键词：Buck逆变器；最优控制；无源性控制；状态反馈线性化；李导数中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：1007—449X(2014)08—0075—06StatevariablefeedbacklinearizationoptimumcontrolofbuckinverterCHENJiang—hui，XIEYun—xiang，WANGJian．min(1．

3、CollegeofAutomation，ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering，Guangzhou510225，China；2．CollegeofElectricPower，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：InordertostudyoptimumcontrolmethodofquadraticformonsingleBuckinverter，theoptimalcontrolmethodofstatefeedbackexactline

4、arizationwaspresented，thedynamicsystemmodelofsingleBuckinverterwithstatespaceaveragingmethodwasestablished，thestatefeedbackexpressionswasgivenwiththestatefeedbacklinearizationcontroltheory，andtheinvertersystemlinearizationwasrealized；Ba—singonpassivecontroltheory，analysisanddesignofquadraticfo

5、rmoptimalcontrollerandpassiveenergyfunctionfortheoptimizationofQandRvalueweregiven；Simulationandexperimentalresultsverifythecorrectnessofthecontrolmethod，andshowthatthelinearizationcontrolsystemstability，outputvoltagedistortionissmall，hasgoodsteadystateanddynamicperformanceandstrongrobustness；

6、Becauseoflin—earizationofnonlinearsystem，thecontrolsystemhassimplestructure，lowcost，anditiseasytorealize．Keywords：buckinverter；optimalcontrol；passivity-basedcontrol；statefeedbacklinearization；liede-rivative换电路，已经成为生产生活中不可缺少的电源设备；0引言传统的逆变器主电路大多采用推挽式、半桥式和全逆变器是能实现直流电能变换到交流电能的转桥式等电路拓扑，这些传统逆变器不足主要是

7、低次收稿日期：2013—12—03基金项目：广东省自然科学基金(05006521)作者简介：陈江辉(1975一)，男，博士，讲师，研究方向为中小功率逆变器、电力电子电路和新能源供电系统；谢运祥(1966一)，男，博士生导师，教授，研究方向为功率电子变换技术、无功补偿和电力电子系统集成；王健敏(1966一)，女，博士，教授，研究方向为热能工程。通讯作者：陈江辉76电机与控制学报第18卷谐波含量高，使得滤波器笨重，器件开关损耗高，且析与设计过程，最后，通过仿真和试验验证上