【Simulink】电池双向DC/DC+PI+无差拍直流母线稳压

之前写过【Simulink】电池双向DC/DC+PI双环直流母线稳压，控制部分均采用PI，本篇博客将电流环的PI控制改成无差拍控制，无差拍控制原理可参考之前的博客：【Simulink】基于无差拍的单相L型滤波并网逆变器电流控制

1. 控制原理

电压环控制采用PI控制，输出电感电流参考值 $i_r$。
电流环控制采用无差拍控制。

设输入端的电池电压为 $v_i$，输出端的直流母线电压为 $v_o$，电感值为 $L$，电容为 $C$，开关周期为 $T_s$，占空比为 $D$，可控开关为 $V$，二极管为 $VD$。

假设在 $t=[0,D{T}_s]$ 阶段，V导通，VD关断，电池向电感L充电，此时电路方程为：$v_i=Ldi/dt$
在 $t=[D{T}_s,T_s]$ 阶段，V关断，VD导通，电池向电感L充电，此时电路方程为：$v_i=Ldi/dt+v_o$

设在一个开关周期$T_s$内电流从$i(k)$变为$i(k+1)$，则有
$i_1=v_{i}D(k)T_s/L+i(k),i(k+1)=T_s[1-D(k)]/L[v_i(k)-v_o(k)]+i_1$
整理后可得：
$i(k+1)=(T_s/L)U_i(k)-[1-D(k)]U_o(k)+i(k)$
根据之前博客提到的无差拍控制原理，将下一时刻的电感电流值$i(k+1)$设为参考值$i^{\ast }(k)$，最终得到第k个$T_s$的占空比为：
$D(k)=1-U_i/Uo+(i^{\ast }(k)-i(k))\ast L/(T_s\ast U_o)$
上面这个公式和论文里的有些不一样，怀疑论文的是推错了

2. Simulink仿真

仿真模型：

电池作为动力源，经过双向Buck/Boost变换器，与直流母线和阻性负载相连。
母线电压参考值为540V，仿真总时长为1s，0.5s时负载发生变化，90Ω→45Ω。

母线电压波形：

基本在540V左右，稳压效果良好。

对比PI控制结果：

参考

[1]刘硕,刘启帆,杨立永.单相Boost型PFC变换器无差拍电流控制方法研究[J].电力电子技术,2017,51(11):65-67+74.