技術(shù)特征：

1.一種用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑模控制方法，其特征在于，包括：

步驟1，雙管Buck-Boost變換器數(shù)學(xué)模型建立；

步驟2，根據(jù)所述數(shù)學(xué)模型中的i_L和v_c，構(gòu)建控制軌線函數(shù)S；

步驟3，根據(jù)到達(dá)條件確定控制律u₁和u₂；

步驟4，求解滿足存在條件的不等式關(guān)系；

步驟5，明確滯環(huán)寬度κ和開關(guān)頻率f_s間的關(guān)系；

步驟6，自適應(yīng)前饋的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；

步驟7，自適應(yīng)反饋的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；

步驟8，變換器兩種工作模式（Buck模式和Boost模式）的選擇。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑?？刂品椒ǎ涮卣髟谟诓襟E1具體為：

（1）當(dāng)輸入電壓高于輸出電壓時(shí)，可控開關(guān)管Q₂保持?jǐn)嚅_，二極管D₂導(dǎo)通，控制可控開關(guān)管Q₁來調(diào)節(jié)輸出電壓，變換器等效于一個(gè)Buck變換器，得到Buck模式下變換器的數(shù)學(xué)模型滿足：

（1）

其中，所述L為濾波電感，C為濾波電容，R為負(fù)載電阻，v_in為輸入電壓瞬時(shí)值，v_c為輸出電壓瞬時(shí)值，i_L為電感電流瞬時(shí)值，u₁為Buck模式下變換器的狀態(tài)函數(shù)，當(dāng)u₁=1時(shí)，變換器處于電感充電階段，當(dāng)u₁=0時(shí)，變換器處于電感放電階段；

（2）當(dāng)輸入電壓低于輸出電壓時(shí)，可控開關(guān)管Q₁保持閉合，二極管D₁反向截止，控制可控開關(guān)管Q₂來調(diào)節(jié)輸出電壓，變換器等效于一個(gè)Boost變換器，得到Boost模式下變換器的數(shù)學(xué)模型滿足：

（2）

其中，所述u₂為Boost模式下變換器的狀態(tài)函數(shù)，當(dāng)u₂=1時(shí)，變換器處于電感充電階段，當(dāng)u₂=0時(shí)，變換器處于電感放電階段；

聯(lián)合公式（1）和公式（2），則雙管Buck-Boost變換器在Buck模式和Boost模式下的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型為：

（3）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑模控制方法，其特征在于步驟2具體為：

根據(jù)所述數(shù)學(xué)模型中的i_L和v_c，構(gòu)建控制軌線函數(shù)S，使S滿足：

（4）

其中，所述I_L為電感電流直流分量，α為正控制系數(shù)，稱其為滑動(dòng)系數(shù)，V_ref為參考輸出電壓，β為輸出電壓采樣電路的比例系數(shù)，并滿足V_ref =β×V_o，V_o為理想輸出電壓值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑?？刂品椒?，其特征在于步驟3具體為：

到達(dá)條件要求所選的控制決策引導(dǎo)系統(tǒng)的軌線接近并最終達(dá)到滑動(dòng)流形，即滿足：

（5）

（1）當(dāng)S>0時(shí)，由式（5），則需要滿足，由式（4），則需要滿足：

（6）

當(dāng)變換器處于Buck模式時(shí)，則需滿足，可控開關(guān)管Q₁的控制信號(hào)u₁=0；當(dāng)變換器處于Boost模式時(shí)，則需滿足，可控開關(guān)管Q₂的控制信號(hào)u₂=1；

（2）當(dāng)S<0時(shí)，由式（5），則需滿足，由式（4），則需滿足：

（7）

當(dāng)變換器處于Buck模式時(shí)，則需滿足，可控開關(guān)管Q₁的控制信號(hào)u₁=1；當(dāng)變換器處于Boost模式時(shí)，則需滿足，可控開關(guān)管Q₂的控制信號(hào)u₂=0；

導(dǎo)出保證雙管Buck-Boost變換器滿足到達(dá)條件的約束條件為：

（8）

得到可控開關(guān)管Q₁的控制信號(hào)u₁為：

（9）

得到可控開關(guān)管Q₂的控制信號(hào)u₂為：

（10）

采用滯環(huán)函數(shù)實(shí)現(xiàn)滑?？刂疲瑢⑹剑?）和式（10）重新定義，可表示為：

（11）

（12）

其中，所述κ為滯環(huán)寬度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑模控制方法，其特征在于步驟4具體為：

滿足到達(dá)條件時(shí)，系統(tǒng)軌跡將最終到達(dá)由S確定的滑動(dòng)線，式（11）和式（12）的控制律使驅(qū)動(dòng)軌跡向滑動(dòng)線運(yùn)動(dòng)的一般性要求得到滿足，為了確保軌跡保持于滑動(dòng)線上，系統(tǒng)必須滿足存在條件：

（13）

結(jié)合式（4），將式（13）重新整理，可得：

（14）

其中，所述ξ為任意小的正數(shù)；

結(jié)合式（9），將式（14）重新整理，可得Buck模式下存在條件為：

（15）

將式（3）代入式（15），可得：

（16）

結(jié)合式（10），將式（14）重新整理，可得Boost模式下存在條件為：

（17）

將式（3）代入式（17），可得：

（18）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑模控制方法，其特征在于步驟5具體為：

為了控制變換器的開關(guān)頻率，必須明確滯環(huán)寬度κ和開關(guān)頻率f_s間的關(guān)系，由滑模運(yùn)行時(shí)相軌跡可得運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期所需時(shí)間為：

（19）

其中，所述▽S為S的矢量微分，f^?和f ⁺分別為S<?κ<0和S>κ>0時(shí)狀態(tài)變量的速度向量；

由于，則變換器在Buck模式和Boost模式下運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的時(shí)間可分別表示為：

（20）

其中，所述T₁為Buck模式下運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的時(shí)間，κ₁為Buck模式下的滯環(huán)寬度，T₂為Boost模式下運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的時(shí)間，κ₂為Boost模式下的滯環(huán)寬度；

由于上述運(yùn)動(dòng)在整個(gè)滑模穩(wěn)態(tài)工作期間是重復(fù)的，所以變換器工作于滑模狀態(tài)時(shí)的開關(guān)頻率為：

（21）

結(jié)合式（16）和式（18），取，可將式（21）重新整理為：

（22）

由于在控制器設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮標(biāo)稱的穩(wěn)態(tài)工作條件，如果輸出電壓和電感電流的變化非常小，即，，變換器將工作于穩(wěn)態(tài)開關(guān)頻率下，交流頻率擾動(dòng)非常小，即；考慮到Buck模式下，Boost模式下，可將式（22）重新整理為：

（23）

其中，所述和分別為輸出電壓和電感電流的直流信號(hào)，和分別為輸出電壓和電感電流的時(shí)變擾動(dòng)信號(hào)，I_o為負(fù)載電流。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑模控制方法，其特征在于步驟6具體為：

不同輸入電壓時(shí)滯環(huán)寬度的計(jì)算利用式（23）給出的計(jì)算公式實(shí)現(xiàn)，此時(shí)將式（23）重新整理為：

（24）

其中，，、L、為變換器的額定參數(shù)，當(dāng)輸入電壓v_in發(fā)生改變，滯環(huán)寬度κ做出相應(yīng)改變；

當(dāng)采用施密特觸發(fā)器作為滯環(huán)調(diào)節(jié)器時(shí)，可通過調(diào)節(jié)電源V_CC⁺和V_CC^?的大小來調(diào)節(jié)滯環(huán)寬度，電路的滯環(huán)寬度可表示為：

（25）

其中，所述R_ST1和R_ST2為施密特觸發(fā)器中相應(yīng)電阻，V_CC⁺和V_CC^?為構(gòu)成施密特觸發(fā)器所用比較器的電源；

結(jié)合式（24）和式（25），可分別得到變換器Buck模式和Boost模式下實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)前饋所需計(jì)算公式：

（26）

則變換器Buck模式下V_CC⁺和V_CC^?應(yīng)為：

（27）

則變換器Boost模式下V_CC⁺和V_CC^?應(yīng)為：

（28）

實(shí)際中，該可變電源可通過簡(jiǎn)單的模擬計(jì)算獲得，通過采樣輸入電壓v_in，間接改變滯環(huán)寬度κ，即可獲得自適應(yīng)前饋滯環(huán)滑模電流控制器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑?？刂品椒ǎ涮卣髟谟诓襟E7具體為：

引起開關(guān)頻率隨負(fù)載變化問題的原因是工作負(fù)載電阻與用于控制器設(shè)計(jì)的額定負(fù)載電阻不同，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，原來根據(jù)滑動(dòng)系數(shù)所計(jì)算得到的式（24）不再成立，導(dǎo)致開關(guān)頻率偏離額定值；因此，合理的解決辦法是使滑動(dòng)系數(shù)具有自適應(yīng)性，不再簡(jiǎn)單地設(shè)定為與額定負(fù)載R有關(guān)的固定值，而是設(shè)計(jì)為與工作負(fù)載r有關(guān)，即：；雖然工作負(fù)載r不可能直接測(cè)得，但可由關(guān)系式得到工作負(fù)載電阻的瞬時(shí)值；因此，自適應(yīng)反饋控制策略可由以下改寫的控制軌線函數(shù)S獲得：

（29）

其中，所述i_r為負(fù)載電流瞬時(shí)值，可通過檢測(cè)瞬時(shí)i_r和v_c獲取r的瞬時(shí)信息；將此信息吸收進(jìn)控制策略后，即可獲得自適應(yīng)反饋滑模電流控制器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙管Buck-Boost變換器的自適應(yīng)滯環(huán)滑?？刂品椒ǎ涮卣髟谟诓襟E8具體為：采樣輸入電壓v_in，將其送入比較器“?”輸入端，與理想輸出電壓V_o進(jìn)行比較，該比較器輸出信號(hào)q分別和Buck模式和Boost模式下兩個(gè)不同的滯環(huán)比較器輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，獲得可控開關(guān)管的控制信號(hào)；輸出信號(hào)q與Buck模式下滯環(huán)比較器輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯或運(yùn)算，得到可控開關(guān)管Q₁的控制信號(hào)u₁，輸出信號(hào)q與Boost模式下滯環(huán)比較器輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，得到可控開關(guān)管Q₂的控制信號(hào)u₂；由此進(jìn)行Buck模式和Boost模式這兩個(gè)不同工作模式的選擇。