分数阶移相全桥变换器的建模与优化控制

作     者：陈新帅 刘玉芝 杨鹏 李倩 CHEN Xinshuai;LIU Yuzhi;YANG Peng;LI Qian

作者机构：石家庄铁道大学河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043 国网河北省电力公司科技部河北石家庄050000 

出 版 物：《广西大学学报（自然科学版）》 (Journal of Guangxi University（Natural Science Edition）)

年 卷 期：2024年第49卷第1期

页      面：97-111页

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(1207021739) 国网河北省电力有限公司科技项目(kj2022-015) 

主　　题：分数阶移相全桥变换器 遗传算法 最优控制 分数阶比例积分控制 

摘      要：基于电路中的分抗元件具有非整数阶特性,利用分数阶微积分理论和状态空间平均法,对分数阶移相全桥变换器进行建模与优化控制分析。建立了移相全桥变换器的分数阶状态平均方程,研究电感和电容的分数阶特性对移相全桥变换器频域特性的影响。结合遗传算法的优点,得到满足误差绝对值积分的最优分数阶比例积分(PIλ)控制器参数与最优整数阶比例积分(PI)控制器参数,并搭建了分数阶移相全桥变换器的电路仿真模型与不同控制器的仿真模型,进行了不同控制器、不同工况和负载变化下电路仿真结果的比较。结果表明:相较于整数阶PI控制器,分数阶PIλ控制器能够提供更优的控制性能,使分数阶移相全桥变换器具有更快的响应速度、更好的稳态性能和更强的鲁棒性。