20、直流微电网中基于LQR控制器的DC - DC升压转换器的生物启发元启发式技术

直流微电网中基于LQR控制器的DC - DC升压转换器的生物启发元启发式技术

1. 引言

随着科技的进步，功率转换器在住宅和工业应用中越来越受欢迎。它们通过微电网的集成，将可再生能源发电发展提升到了新的水平。直流微电网（DC MG）包含许多DC - DC和DC - AC转换器，用于电压转换和调节。由于可再生资源（如太阳能发电）的电压不稳定，需要DC - DC升压转换器将输入电压提升到输出端。在直流微电网中，DC - DC升压转换器有助于维持光伏系统中直流母线的电压水平。

升压转换器需要闭环控制器来调节输出。本文将对不同生物启发优化算法在优化DC - DC升压转换器的线性二次调节器（LQR）控制器方面的应用进行比较分析。

2. 文献综述

• PID控制 ：比例 - 积分 - 微分（PID）控制是功率转换器中常用的控制方法。然而，与最优控制器（如LQR、线性二次高斯控制器LQG）相比，基于PID的控制缺乏鲁棒性，难以处理系统的不确定性。而且，调整PID控制器也是控制工程师面临的挑战。
• 生物启发优化算法 ：许多优化方法受到自然现象的启发。例如，灰狼优化算法（GWO）受灰狼狩猎行为的启发；遗传算法（GA）基于达尔文的进化论；粒子群优化算法（PSO）受鸟群或鱼群的启发；鲸鱼优化算法（WO）受座头鲸气泡网狩猎策略的启发；蜻蜓算法（DA）受蜻蜓寻找食物和躲避敌人的行为启发。这些生物启发元启发式算法已用于解决许多实际控制问题。
• 设计方法比较 ：设计控制器有三种方法，各有优缺点，具体如下表所示：