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基于互補超螺旋滑模的儲能變流器改進(jìn)自抗擾控制

來源：電工電氣發(fā)布時間：2025-07-25 09:25 瀏覽次數(shù)：206

基于互補超螺旋滑模的儲能變流器改進(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：針對儲能變流器在負(fù)荷頻繁投切、隨機大擾動、功率雙向流動等復(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超螺旋滑模的儲能變流器改進(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)計了一種改進(jìn)四階非線性擴張狀態(tài)觀測器，實現(xiàn)對集總擾動更加精準(zhǔn)地估計補償，增強抗擾能力，并利用非線性函數(shù)來提高響應(yīng)速度，同時對觀測器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇；結(jié)合互補滑模面和超螺旋滑模算法的優(yōu)點，設(shè)計了互補超螺旋滑模反饋控制律以有效地抑制抖振，同時還保證了更強的魯棒性，并通過選取 Lyapunov 函數(shù)對反饋控制律進(jìn)行穩(wěn)定性分析；利用仿真和實驗對比驗證了所提控制策略能很好地抑制直流母線電壓波動，提高了交流側(cè)響應(yīng)速度，并有效地改善儲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： 儲能變流器；改進(jìn)四階非線性擴張狀態(tài)觀測器；互補超螺旋滑模；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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