帶恒功率負載DC/DC直流變換器的預設性能控制
肖俊峰1,2，張鑫1,2，彭鈞敏1,2，羅衛明2，楊穎2
(1 湖南工業大學 交通與電氣工程學院，湖南 株洲 412007； 2 新型能源系統鐵路行業工程研究中心，湖南 株洲 412001)
摘 要 ：針對帶恒定功率負載的DC/DC變換器輸出電壓穩定問題，提出了一種基于復合預設性能控 制策略，用于穩定DC/DC直流變換器的輸出電壓。通過精確反饋線性化技術將非線性不確定直流變換器系統變換為brunovsky標準形式，采用非線性干擾觀測器估計未知擾動，并通過前饋補償提高輸出電壓 調節精度，從而有效應對系統不確定性和外部干擾。基于反步法，設計預設性能控制器，以確保輸出電 壓跟蹤誤差在預設范圍內變化，并在反步法的基礎上，構建了一個包含自適應控制和預設性能的復合非線性控制器。仿真結果驗證了該策略的有效性。
關鍵詞 ： 直流變換器 ；自適應控制 ；預設性能控制 ；反步法 ；參數擾動
中圖分類號 ：TN624 文獻標識碼 ：A 文章編號 ：1007-3175(2025)11-0001-08
Preset Performance Control for DC/DC Converters with Constant Power Load
XIAO Jun-feng1, 2, ZHANG Xin1, 2, PENG Jun-min1, 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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