Z源逆变器的改进分数阶无模型自适应控制

《Fractal and Fractional》：Improved Fractional-Order Model-Free Adaptive Control of Z-Source Inverters

　　

摘要

针对 Z 源逆变器（ZSI）的跟踪控制，本文考虑了现有控制方法对系统动态模型的依赖性以及常规基于模型的控制跟踪精度较低的问题。为解决这些问题，提出了一种改进的分数阶无模型自适应控制（IFOMFAC）策略。首先，分析 ZSI 的动态过程以确定控制系统的控制输入和目标。然后，基于系统的分数阶动态线性化数据模型，设计了 PID-IFOMFAC 算法，以实现 ZSI 的电压稳定控制。该方法将分数阶动态线性化与 PID 型结构相结合，增强了逆变器在输入电压扰动和负载变化下的响应速度和跟踪精度。采用数据驱动方法，IFOMFAC 减少了传统控制策略对精确系统模型的依赖。它仅使用 ZSI 运行期间的输入输出数据进行控制输入。这种方法实现了有效的动态控制，并确保良好的适应性。数值仿真表明，与传统 FOMFAC 和 PI 控制相比，所提出的方法在电容电压动态响应、直通占空比调节和系统稳定性方面取得了更好的性能，特别是在输入电压突变情况下，表现出更强的动态适应性和更低的超调。