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期刊號： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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雙向DC-DC變換器輸入電壓前饋模糊PI控制研究

來源：電工電氣發(fā)布時間：2022-02-28 10:28 瀏覽次數(shù)：608

雙向DC-DC變換器輸入電壓前饋模糊PI控制研究

王向宇1，劉國宏2，張逸凡1
(1 黑龍江科技大學 電氣與控制工程學院，黑龍江 哈爾濱 150027；
2 中國石化勝利油田分公司東辛采油廠，山東 東營 257094)
 
    摘 要：雙向 DC-DC 變換器是電動汽車動力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，為了延長蓄電池使用壽命，達到優(yōu)良高效的電能轉(zhuǎn)換目的，提出了一種帶有輸入電壓前饋的模糊 PI 控制策略。利用模糊控制器的變輸出比例因子來調(diào)節(jié)輸出電壓，根據(jù)輸出電壓誤差大小來調(diào)節(jié)輸出比例因子，從而改變模糊控制輸出改變的速率，實現(xiàn)輸出誤差較大時的快速響應(yīng)和超調(diào)抑制。仿真和實驗測試驗證了該控制策略具有魯棒性強、模糊規(guī)則少、無需精確被控模型、控制簡便等特點，能夠有效提高變換器的動態(tài)性能，實現(xiàn)魯棒控制。
    關(guān)鍵詞：雙向 DC-DC 變換器；輸入電壓前饋；模糊 PI 控制；輸出比例因子
    中圖分類號：TM46 ；U469.72     文獻標識碼：A     文章編號：1007-3175(2022)02-0019-04
 
Research on Input Voltage Feed-Forward Fuzzy PI Control of
Bidirectional DC-DC Converter
 
WANG Xiang-yu1, LIU Guo-hong2, ZHANG Yi-fan1
（1 School of Electrical and Control Engineering, Heilongjiang University of Science and Technology, Harbin 150027, China;
2 Dongxin Oil Production Plant of Sinopec Shengli Oilfield Branch Company, Dongying 257094, China）
 
    Abstract: The bidirectional DC-DC converter is a crucial link of the electric vehicle power system. This paper proposed a fuzzy PI control strategy with the input voltage feed-forward to extend the battery life and achieve excellent and efficient electric energy transformation.This study adjusted the output voltage by using the variable output ratio factor of the fuzzy controller. It regulated the output ratio factor according to the margin of error of the output voltage. This method could change the rate of the fuzzy control output change. It also could realize the rapid response and overshoot suppression when the output error was deviation.The simulation and experimental tests results show that this strategy has many merits, such as strong robustness, fewer fuzzy rules, no accurate control model, and simple control. Moreover, it could effectively improve the dynamic performance of the converter and achieve robust control.
    Key words: bidirectional DC-DC converter; input voltage feed-forward; fuzzy PI control; output ratio factor
 
參考文獻
[1] 胡斯登，梁梓鵬，范棟琦，等. 基于 Z 源變換器的電動汽車超級電容-電池混合儲能系統(tǒng)[J] . 電工技術(shù)學報，2017，32(8) ：247-255.
[2] 楊玉崗，趙金升. 高增益對稱雙向 LCLC 諧振變換器的研究[J] . 電工技術(shù)學報，2020，35(14) ：3007-3017.
[3] 陳紅星，林維明，曾濤. 一種高增益雙向 Cuk 電路及其模糊控制[J] . 中國電機工程學報，2021，41(17) ：6025-6038.
[4] LEE Yuang-Shung, CHENG Ming-Wang.Intelligent control battery equalization for series connected lithium-ion battery strings[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics， 2005，52(5) ：1297-1307.
[5] TAEED F, SALAM Z, AYOB S M.Implementation of Single Input Fuzzy Logic Controller for Boost DC to DC Power Converter[C]//2010 IEEE International Conference on Power and Energy，2010.
[6] CHANG Changyuan, YUAN Yubo, JIANG Tianlin, et al.Field programmable gate array implementation of a single-input fuzzy proportional-integralderivative controller for DC-DC buck converters[J].IET Power Electronics，2016，9(6) ：1259-1266.
[7] 任海鵬， 郭鑫， 楊彧， 等. 光伏陣列最大功率跟蹤變論域模糊控制[J] . 電工技術(shù)學報， 2013，28(8) ：13-19.
[8] 焦尚彬，張磊，劉丁，等. 基于增量式切換項的模糊滑模高頻開關(guān)電源控制[J] . 電工技術(shù)學報，2018，33(22) ：5311-5318.
[9] BAEK J, PARK M.Fuzzy bilinear state feedback control design based on TS fuzzy bilinear model for DC-DC converters[J].International Journal of Electrical Power & Energy Systems,2012，42(1) ：710-720.
[10] 皇金鋒.Boost 型開關(guān)變換器的建模與控制[J]. 電力電子技術(shù)，2011，45(5) ：25-26.
[11] 皇金鋒. 多電平 Buck 型開關(guān)變換器的建模研究[J].電力電子技術(shù)，2011，45(9) ：79-81.