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期刊號： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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基于互補(bǔ)超螺旋滑模的儲(chǔ)能變流器改進(jìn)自抗擾控制

來源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2025-07-25 09:25 瀏覽次數(shù)：10

基于互補(bǔ)超螺旋滑模的儲(chǔ)能變流器改進(jìn)自抗擾控制

王嘉力1，曹劍1，田郊2，皇金鋒3
(1 西安星源博銳新能源技術(shù)有限公司，陜西 西安 710065；
2 維締技術(shù)（西安）有限公司，陜西 西安 710065；
3 陜西理工大學(xué) 電氣工程學(xué)院，陜西 漢中 723001)
 
    摘 要：針對儲(chǔ)能變流器在負(fù)荷頻繁投切、隨機(jī)大擾動(dòng)、功率雙向流動(dòng)等復(fù)雜工況下引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性差、負(fù)載匹配響應(yīng)速度慢等問題，提出了一種基于互補(bǔ)超螺旋滑模的儲(chǔ)能變流器改進(jìn)自抗擾控制策略以提高系統(tǒng)暫態(tài)性能。由于傳統(tǒng)觀測器跟蹤能力有限，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)四階非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器，實(shí)現(xiàn)對集總擾動(dòng)更加精準(zhǔn)地估計(jì)補(bǔ)償，增強(qiáng)抗擾能力，并利用非線性函數(shù)來提高響應(yīng)速度，同時(shí)對觀測器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇；結(jié)合互補(bǔ)滑模面和超螺旋滑模算法的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了互補(bǔ)超螺旋滑模反饋控制律以有效地抑制抖振，同時(shí)還保證了更強(qiáng)的魯棒性，并通過選取 Lyapunov 函數(shù)對反饋控制律進(jìn)行穩(wěn)定性分析；利用仿真和實(shí)驗(yàn)對比驗(yàn)證了所提控制策略能很好地抑制直流母線電壓波動(dòng)，提高了交流側(cè)響應(yīng)速度，并有效地改善儲(chǔ)能變流器輸出電能質(zhì)量，提高了系統(tǒng)的暫態(tài)性能。
    關(guān)鍵詞： 儲(chǔ)能變流器；改進(jìn)四階非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器；互補(bǔ)超螺旋滑模；自抗擾控制；Lyapunov 函數(shù)
    中圖分類號：TM46     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號：1007-3175(2025)07-0007-08
 
Improved Active Disturbance Rejection Control of Energy Storage Converter
Based on Complementary Super-Twisting Sliding Mode
 
WANG Jia-li1, CAO Jian1, TIAN Jiao2, HUANG Jin-feng3
（1 Xi’an Xingyuan Bo Rui New Energy Technology Co., Ltd, Xi’an 710065, China;
2 Weidi Technology (Xi’an) Co., Ltd, Xi’an 710065, China;
3 College of Electrical Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723001, China）
 
    Abstract: Aiming at the problems of poor system stability and slow response speed of load matching caused by frequent load switching,random large disturbance and bidirectional power flow of energy storage converter , an improved active disturbance rejection control strategy of energy storage converter based on complementary super-twisting sliding mode is designed to improve the transient performance of the system. Firstly, due to the limited tracking ability of the traditional observer, an improved fourth-order nonlinear extended state observer is designed to estimate and compensate the lumped disturbance more accurately and enhance the anti-disturbance ability. The nonlinear function is used to improve the response speed, and the observer parameters are optimized. Secondly, combining the advantages of complementary sliding mode surface and super-twisting sliding mode algorithm, a complementary super-twisting sliding mode feedback control law is designed to effectively suppress chattering and ensure stronger robustness. The stability of the feedback control law is analyzed by selecting the Lyapunov function. Finally, through simulation and experiment, it is verified that the proposed control strategy can well suppress the fluctuation of DC bus voltage, accelerate the response speed of AC side, improve the output power quality of energy storage converter and improve the transient performance of the system.
    Key words: energy storage converter; improved fourth-order nonlinear extended state observer; complementary super-twisting sliding mode; active disturbance rejection control; Lyapunov function
 
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