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基于灰狼优化的鲁棒自适应级联分数阶非线性控制器设计用于电动汽车高功率DC/DC双有源桥变换器
Design of a Robust Adaptive Cascade Fractional-Order Nonlinear-Based Controller Enhanced Using Grey Wolf Optimization for High-Power DC/DC Dual Active Bridge Converter in Electric Vehicles
| 作者 | SeyyedMorteza Ghamari · Daryoush Habibi · Mehrdad Ghahramani · Asma Aziz |
| 期刊 | IET Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年5月 |
| 卷/期 | 第 18 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 技术标签 | DC-DC变换器 DAB |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 级联控制策略 分数阶PID控制器 自适应反步控制器 电压调节 电流控制 |
语言:
中文摘要
本文提出一种新颖的级联控制策略，外环采用分数阶PID控制器实现精确电压调节，内环引入基于李雅普诺夫稳定性理论设计的自适应反步控制器，以增强电流控制的鲁棒性。该方法有效抑制非线性动态系统的扰动影响，确保系统稳定运行。通过灰狼优化算法整定控制器参数，进一步提升动态性能与抗干扰能力，适用于电动汽车高功率DC/DC双有源桥变换器的高性能控制。
English Abstract
This paper presents a novel cascade control strategy incorporating a fractional-order PID controller in the outer loop for precise voltage regulation and an adaptive backstepping controller in the inner loop for robust current control. The ABSC is designed using Lyapunov stability theory, ensuring systematic stabilization of nonlinear dynamics and robust performance under disturbances.
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SunView 深度解读
该分数阶级联控制技术对阳光电源车载电源产品线具有直接应用价值。DAB双有源桥拓扑是OBC充电机和DC/DC变换器的核心架构，文中提出的自适应反步控制结合灰狼优化算法可显著提升阳光电源车载充电系统的动态响应速度和抗干扰能力。该方法对ST储能变流器的双向DC/DC变换环节同样适用，可优化电池充放电控制精度，降低电压纹波。分数阶PID与非线性控制的级联架构为阳光电源高功率密度变换器的参数自整定提供新思路，特别适合应对电动汽车工况复杂、负载突变的应用场景，可增强产品在宽工况范围内的鲁棒性与效率表现。