双向交错并联DCDC变流器设计与仿真 - 图文

图14 实验仿真图形

第五章 控制系统建模与仿真

5.1Boost模式下的控制系统建模与仿真

采用受控电流源、受控电压源和理想变压器等效，建立变换器在Boost模式下的信号交流等效电路，如图8所示：

图8 Boost模式下的小信号交流等效电路

为了简化计算，忽略电感参数的差异，假定L1=L2=L,IL1=IL2，d1(t)＾=d3(t)＾=d(t)＾,Il1(t)＾=iL2(t)＾=iL(t)＾。同时，因为电路的稳态量D1=D3，设D1=D3=D.

根据小信号模型等效电路，可以求出Boost工作模式下占空比到电感电流的传递函Gid(s):

Boost模式下，通过控制双向DC/DC变换器的输出电流来补偿蓄电池额定放电电流的不足。其控制框图如图9所示：

图9 Boost模式下的系统控制框图 输出电流经过低通滤波和功率守恒计算，得到输入电流的给定值。通过分别控制两路电感电流，一方面减小了两路之间的电流误差，同时也达到了间接控制输出电流的目的。

5.2 Buck模式下控制系统建模与仿真

采用受控电流源、受控电压源和理想变压器等效，建立变换器在Buck模式下的信号交流等效电路，如图10所示：

图10 Buck模式下的小信号交流等效电路

为了简化计算，忽略电感参数的差异，假定L1=L2=L,IL1=IL2，d2(t)＾=d4(t)＾= d(t)＾，Il1(t)＾=iL2(t)＾=iL(t)＾。同时，因为电路的稳态量D2=D4，设D2=D4=D.

根据小信号模型等效电路，可以求出Buck工作模式下占空比到电感电流的传递函数Gid(s):

占空比到输出电压的传递函数Gud(s):

电感电流到输出电压的传递函数Gv1(s):

Buck模式下，采用电压电流双向闭环的控制策略，给超级电容充电。通过电压外环精确控制充电电压，通过电流内环提高响应速度。其控制框图如图11所示：

图11 Buck模式下的系统控制框图

电压外环通过PI控制器得到内环的电流给定值，即两路电感电流之和，电流内环控制没一路的电感电流等于电流给定值的一半，与Boost模式一样，两路电感电流分别独立控制。

第六章 总结