基于DPC的三电平NPC变流器自适应滑模控制

针对充电机器人的三电平中性点钳位型（NPC）变流器，提出了一种基于输出调节子空间的直接功率（ORS-DPC）的自适应增益滑模控制。该控制系统总体框架采用 ORS-DPC，保证系统能够迅速调整输出功率以适应负载变化。电压调节回路和功率跟踪回路均采用自适应增益的二阶滑模控制（SOSM）, 与固定增益 SOSM 相比，调和了暂态响应和系统抖振之间的矛盾，增强了系统的鲁棒性。由于 NPC 变流器外部连接负载非恒定，且系统工作中存在未知扰动，因此在电压调节回路中设计了线性扩张状态观测器（LESO），用来抑制外部干扰，保证系统在受到未知扰动时，直流侧电压仍可以稳定输出。对于直流中性点平衡环的设计，同样采用 SOSM 控制，保证了直流输出中性点的平衡。最后，对传统 PI 控制和所提控制方法进行实验比较，并制作实验样机进行验证，实验结果证明了该方案针对充电机器人的可行性和有效性。