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光伏发电技术 储能系统 ★ 5.0

基于LPV建模与鲁棒控制的CPT系统输出电压波动抑制方法

Output Voltage Fluctuation Mitigation of CPT based on LPV Modeling and Robust Control

作者 Gang Yang · Zhifan Li · Pan Sun · Xusheng Wu · Qiming Huang · Silong Zhang
期刊 IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
出版日期 2025年8月
技术分类 光伏发电技术
技术标签 储能系统
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 电容式无线电能传输 LPV模型 鲁棒控制器 输出电压调节 CPT系统性能
语言:

中文摘要

本文研究了一种基于线性参数变化(LPV)模型的电容式无线功率传输(CPT)系统输出电压波动抑制方法,该系统采用串联Buck变换器并在互电容变化条件下运行。利用LPV模型描述输入电压波动下Buck变换器的动态特性,并结合归一化既约因子(NCF)方法设计鲁棒控制器,以保证系统稳定性和动态性能。实验结果表明,所提方法在不同扰动频率和负载条件下均能实现快速电压调节并维持输出电压稳定,验证了控制策略的鲁棒性与适应性,为提升CPT系统性能提供了可靠解决方案。

English Abstract

This paper investigates a LPV-based output voltage mitigation method for the capacitive wireless power transfer (CPT) system employing a series Buck converter under varying mutual capacitance conditions. A linear parameter varying (LPV) model is utilized to represent the dynamics of the Buck converter under input voltage fluctuations. Based on the estimated model, a robust controller is designed using the normalized coprime factorization (NCF) approach to ensure system stability and performance. Experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method. The system achieves rapid voltage regulation and maintains stable output voltage under various disturbance frequencies and load conditions. These findings validate the robustness and adaptability of the proposed control strategy, offering a reliable solution for enhancing the performance of CPT systems.
S

SunView 深度解读

该LPV鲁棒控制技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。文中针对输入电压波动的Buck变换器控制策略可直接应用于ST系列储能变流器的DC/DC环节,提升电网波动下的母线电压稳定性;LPV建模方法能有效处理储能系统SOC变化、温度漂移等参数时变特性,增强PowerTitan系统的全工况适应性。对于新能源汽车业务,该鲁棒控制算法可优化OBC充电机在电网电压波动时的输出稳定性,提升充电桩在弱电网环境下的电能质量。NCF控制器设计方法为阳光电源开发抗扰动能力更强的DC/DC控制算法提供理论参考,助力产品在复杂工况下的可靠运行。