双有源全桥变换器无电流传感器鲁棒预测控制

《双有源全桥变换器无电流传感器鲁棒预测控制》是一篇探讨电力电子变换器控制方法的学术论文，主要研究了在双有源全桥（Dual Active Bridge, DAB）变换器中如何实现无电流传感器的鲁棒预测控制。随着电力电子技术的发展，DAB变换器因其高效率、高功率密度和良好的隔离性能，在新能源发电、电动汽车充电系统以及储能系统等领域得到了广泛应用。然而，传统的DAB变换器控制方法通常依赖于电流传感器来获取电感电流信息，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能因传感器故障而影响系统的稳定性。

本文提出了一种无需电流传感器的鲁棒预测控制策略，旨在解决传统控制方法中存在的问题。该方法通过利用电压和开关状态等可测信号，结合数学模型对电感电流进行估计，从而避免了对电流传感器的依赖。这种方法不仅降低了硬件成本，还提高了系统的可靠性和维护性。此外，该控制策略还具备较强的鲁棒性，能够有效应对参数变化和外部扰动带来的影响。

在控制算法的设计上，本文采用了预测控制的方法，通过对未来一段时间内的系统行为进行预测，并基于优化目标函数选择最优的控制动作。预测控制具有良好的动态响应能力和抗干扰能力，特别适用于非线性、时变的电力电子系统。同时，为了增强控制系统的鲁棒性，作者引入了鲁棒性设计方法，使得控制系统能够在不确定条件下保持良好的性能。

论文中详细分析了DAB变换器的工作原理和数学模型，为后续的控制策略设计提供了理论基础。通过对DAB变换器的拓扑结构和工作模式进行深入研究，作者明确了系统的关键变量和控制目标。此外，论文还讨论了无电流传感器控制方法的可行性，包括电流估计的精度、计算复杂度以及实时性要求等方面的问题。

实验部分是本文的重要组成部分，作者搭建了DAB变换器的实验平台，并进行了多组对比实验，验证了所提出控制方法的有效性。实验结果表明，与传统基于电流传感器的控制方法相比，本文提出的无电流传感器鲁棒预测控制方法在动态响应、稳态精度和系统稳定性方面均表现出良好的性能。特别是在负载突变和参数变化的情况下，该方法依然能够保持系统的稳定运行。

此外，论文还探讨了该控制方法在实际应用中的潜在优势和挑战。例如，由于不需要电流传感器，系统可以更加紧凑，适用于空间受限的应用场景。同时，该方法也对系统的计算能力提出了更高的要求，需要在嵌入式控制器中实现高效的算法运算。因此，作者建议在未来的研究中进一步优化算法，提高计算效率，并探索更广泛的适用场景。

总体而言，《双有源全桥变换器无电流传感器鲁棒预测控制》是一篇具有较高学术价值和工程应用前景的论文。它不仅为DAB变换器的控制方法提供了新的思路，也为电力电子领域的研究者和工程师提供了重要的参考。随着新能源技术和智能电网的发展，无传感器控制技术将成为未来电力电子系统的重要发展方向，本文的研究成果无疑为此提供了有力的支持。