基于NSGSA的DC-DC变换器无源控制器参数多目标优化

王 康，王久和，张雅静，李 萍，陈启丽

(北京信息科技大学 自动化学院，北京 100192)

0 引言

目前，DC-DC变换器得益于直流微网、电动汽车、电气化轨道交通的发展而得到更多的应用。Boost变换器因其具有升压功能而被广泛应用于微电网中，并得到一些学者的关注[1-7]。由于Boost变换器是非线性被控对象，采用传统的线性控制方法对其进行控制具有较大的局限性[8-9]。因此，多采用反馈线性化控制、滑模控制和PBC等非线性控制方法使Boost变换器输出电压在受到内、外扰动时保持稳定。与其他非线性控制方法相比，PBC是一种本质的非线性控制方法，可实现系统大范围稳定[10-11]。该控制方法的核心思想为，在控制策略中注入合适的阻尼以控制系统能量渐进收敛到期望值，从而使系统的状态迅速达到期望平衡点，达到快速、精确跟踪的目的。目前，将PBC应用于带恒功率负载的DC-DC变换器使其输出电压得到稳定控制的研究较多，且控制效果显著[12-15]。

但是，目前对于PBC控制器参数确定方法的研究较少。文献[16]以Buck变换器和Boost变换器为例，提出了通过Brayton-Moser (BM) 方程所表示的系统稳定约束条件[17]，得到控制器参数调整范围。该方法需要将系统的EL模型转换为BM方程，所采用的稳定约束条件比较保守，只能得到参数调整范围的下界。文献[18]以PBC控制的Buck变换器为研究对象，提出了一种通过数值计算确定控制器最优参数的方法。该方法在静态工作点处建立系统传递函数，通过校正电感电流超调量得到注入阻尼值取值范围，并基于此取值范围将输出电压误差作为优化目标，使用遗传算法确定最优注入阻尼值。……