带恒功率负载DC/DC直流变换器的预设性能控制

 

肖俊峰^1,2，张鑫^1,2，彭钧敏^1,2，罗卫明²，杨颖²

(1 湖南工业大学 交通与电气工程学院，湖南 株洲 412007； 2 新型能源系统铁路行业工程研究中心，湖南 株洲 412001)

 

    摘 要 ：针对带恒定功率负载的DC/DC变换器输出电压稳定问题，提出了一种基于复合预设性能控 制策略，用于稳定DC/DC直流变换器的输出电压。通过精确反馈线性化技术将非线性不确定直流变换器系统变换为brunovsky标准形式，采用非线性干扰观测器估计未知扰动，并通过前馈补偿提高输出电压 调节精度，从而有效应对系统不确定性和外部干扰。基于反步法，设计预设性能控制器，以确保输出电 压跟踪误差在预设范围内变化，并在反步法的基础上，构建了一个包含自适应控制和预设性能的复合非线性控制器。仿真结果验证了该策略的有效性。

    关键词 ： 直流变换器 ；自适应控制 ；预设性能控制 ；反步法 ；参数扰动

    中图分类号 ：TN624     文献标识码 ：A     文章编号 ：1007-3175(2025)11-0001-08

 

Preset Performance Control for DC/DC Converters with Constant Power Load

 

XIAO Jun-feng^{1, 2}, ZHANG Xin^{1, 2}, PENG Jun-min^{1, 2}, LUO Wei-ming² , YANG Ying²

（1 School of Traffic and Electrical Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China; 2 Railway Industry Engineering Research Center for New Energy Systems, Zhuzhou 412001, China）

 

    Abstract: To address the output voltage stability issue of DC/DC converters with constant power load, a composite preset performance control strategy is proposed to stabilize the output voltage of DC/DC converters. By employing precise feedback linearization techniques, the nonlinear uncertain DC converter system is transformed into the brunovsky standard form. A nonlinear disturbance observer estimates unknown disturbances, while feedforward compensation enhances output voltage regulation accuracy, effectively addressing system uncertainties and external disturbances. A preset performance controller is designed based on the backstepping method to ensure the output voltage tracking error remains within a preset range. Building upon backstepping method, a composite nonlinear controller integrating adaptive control and preset performance is constructed. Simulation results validate the effectiveness of this strategy.

    Key words: DC converter; adaptive control; preset performance control; backstepping method; parameter disturbance

 

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