一种基于反步滑模控制的光伏并网逆变器的控制方法

本发明涉及一种基于反步滑模控制的光伏并网逆变器的控制方法，其主要技术特点是：采集光伏侧母线直流电压U，建立光伏并网单相电压型全桥逆变器数学模型；设定控制变量u的跟踪误差，建立光伏并网单相电压型全桥逆变器的反步滑模控制模型；根据光伏并网单相电压型全桥逆变器的数学模型及光伏并网单相电压型全桥逆变器的反步滑模控制模型对单相光伏并网逆变器进行控制。本发明设计合理，其将反步法和滑模控制方法相结合，具有良好的稳态和动态性能，不仅能够适用于线性和非线性负载，而且更接近于工程应用实际；为逆变器控制系统设计提供了一种新思路，具有良好的工程应用前景。

1.一种基于反步滑模控制的光伏并网逆变器的控制方法，其特征在于包括
以下步骤：
步骤1、采集光伏侧母线直流电压U_dc，建立光伏并网单相电压型全桥逆变
器数学模型，具体方法为：
假设定义外界干扰和系统参数的不确定性函数为：条件
下，定义状态变量得到以U_ac、作为系统状态变量来表示
的单相光伏逆变器的数学模型为：
dx 1 d t = x 2 dx 2 d t = - 1 R L C a c x 2 - 1 L a c C a c x 1 + 1 L a c C a c ( 2 D - 1 ) U d c + Φ ( t ) ]]>
其中，L_ac、C_ac分别为逆变器中的电感及电容值；△₁、△₂为由电感L_ac、电
容C_ac的实际应用值和理论值之间的误差所引起的不确定性参数；为外界干
扰；电容C_ac上的电压为U_ac；D为开关S1、S4的占空比，且0≤D≤1；Φ(t)为外
界干扰和系统参数的不确定性函数；U_dc为光伏侧母线直流电压；R_L为负载电阻；
步骤2、设定控制变量u_ac的跟踪误差，建立光伏并网单相电压型全桥逆变器
的反步滑模控制模型，具体方法为：
在滑模面为s＝y₂，且滑模趋近律可以表达为的条件下，控制律
设置为：
D = 1 2 [ 1 + L a c C a c U d c ( 1 R L C a c x 2 + 1 L a c C a c x 1 - η sgn ( s ) - c 2 s - c 1 y · 1 - y 1 + x R · · ) ] ]]>
其中，跟踪误差y₁为控制变量u_ac与参考电压x_R之间的差值，变量x₁子系
统的虚拟控制量y₂为η、c₂、c₁为可调整的控制参数，且η＞0，
c₂＞0，c₁＞0；sgn(s)＝γ(s)，σ₀＞0，式中k₁为一数值较小
的正常数。