基于滑模控制的電池模擬器仿真與研究
2022年電子技術應用第5期
胡 霞，曹文章，戴袁園
安徽理工大學 電氣與信息工程學院，安徽 淮南232000
摘要： 以電流可逆斬波電路為基礎，通過滑模控制方法構建了Buck-Boost變換器，實現了一個拓撲結構電流雙向流動的電池模擬器，以此來模擬電池充放電過程。通過控電壓的方式進行調節，當電容電壓大于電池電壓時為電池充電形成Buck電路，當電容電壓小于電池電壓時電池放電形成Boost電路。通過將滑模控制與傳統的PI控制相比較，驗證了在負載波動時滑模控制的調節時間優于PI控制，有著更好的魯棒性、動態性能。在理論分析的基礎上，通過仿真軟件得到了實驗結果。
中圖分類號： TP17；TM461
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212212
中文引用格式： 胡霞，曹文章，戴袁園. 基于滑模控制的電池模擬器仿真與研究[J].電子技術應用，2022，48(5)：47-50.
英文引用格式： Hu Xia，Cao Wenzhang，Dai Yuanyuan. Simulation and research of battery simulator based on sliding mode control[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(5)：47-50.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212212
中文引用格式： 胡霞，曹文章，戴袁園. 基于滑模控制的電池模擬器仿真與研究[J].電子技術應用，2022，48(5)：47-50.
英文引用格式： Hu Xia，Cao Wenzhang，Dai Yuanyuan. Simulation and research of battery simulator based on sliding mode control[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(5)：47-50.
Simulation and research of battery simulator based on sliding mode control
Hu Xia，Cao Wenzhang，Dai Yuanyuan
School of Electrical and Information Engineering，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232000，China
Abstract： Based on the current reversible chopper circuit, the Buck-Boost converter is constructed by sliding mode control method, and a battery simulator with two-way current flow in topological structure is implemented to simulate the charging and discharging process of the battery. Buck circuit is formed when the capacitor voltage is higher than the battery voltage, and Boost circuit is formed when the capacitor voltage is lower than the battery voltage. Compared with the traditional Pi Control, the sliding mode control has better robustness and dynamic performance when the load fluctuates than the PI Control. On the basis of theoretical analysis, the experimental results are obtained by simulation software.
Key words : current reversible chopper circuit；sliding mode control；battery simulator；Buck-Boost converter
0 引言
電池模擬器是用來模擬電池充電、放電特性的設備，儲能技術是解決可再生能源并網難題的關鍵技術，若使用儲能電池原型進行研究，一方面采購費用高，另一方面研究時電池損壞研究成本也比較大，所以有必要使用電池模擬器來代替儲能電池原型進行研究與試驗。目前電池模擬器的不足之處之一為拓撲不足，在不控整流器+DC/DC變流器的拓撲能量只能單向流動，無法雙向流動，只能模擬電池的放電工況，無法模擬電池其他工況，故對可沖可放電池模擬無能為力[1-4]。本文采用電流可逆斬波電路，它是將降壓斬波電路與升壓斬波電路組合在一起，電流可正可負[5]可以模擬出電池充電放電過程。同時本文采用滑模變結構控制方法，這種控制策略與其他控制的不同之處在于系統的“結構”并不固定，而是可以在動態過程中根據系統當前的狀態有目的地不斷變化，迫使系統按照預定“滑動模態”的狀態軌跡運動[6-7]。與傳統的PI控制相比，滑模控制的魯棒性、動態性能更好，通過仿真實驗結果對比驗證了滑膜控制的優越性與電池模擬器電流可正可負的可行性。
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作者信息：
胡 霞，曹文章，戴袁園
(安徽理工大學 電氣與信息工程學院，安徽 淮南232000)
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