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基于双有源桥DAB控制的功率均衡与动态特性提升技术的研究与实践

news 2026/7/23 11:26:01

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最近在研究双有源桥（DAB）控制，特别是ISOP和IIOP的功率均衡问题，顺便还搞了单相MPC来提高动态特性，顺便抑制一下回流功率。整个过程从仿真到硬件实验，折腾了不少东西，今天就来分享一下。

从单相搭建到MPC

一开始，我是从单相DAB的SPS（单移相）仿真入手的。Simulink真是个好东西，搭建模型、跑仿真、看波形，一气呵成。示波器的图片都保存好了，直接拿来用就行。从单移相到拓展移相，再到MPC，每一步的仿真结果都留了档，方便后续分析。

% 单移相仿真代码示例 t = 0:0.01:10; V_in = 100 * sin(2*pi*50*t); V_out = 50 * sin(2*pi*50*t + pi/4); plot(t, V_in, t, V_out); legend('输入电压', '输出电压');

这段代码就是简单的单移相仿真，输入电压和输出电压的相位差是45度。通过调整相位差，可以控制功率的传输方向。

功率均衡与回流功率抑制

接下来就是功率均衡的问题了。ISOP和IIOP的功率均衡是个难点，特别是当多个模块并联时，如何保证每个模块的功率分配均匀。这里用到了MPC（模型预测控制），通过优化控制策略，动态调整移相角，实现功率均衡。

% MPC控制代码示例 function u = mpc_control(x, r) % x是当前状态，r是参考值 Q = eye(2); % 状态权重矩阵 R = 1; % 控制权重 u = -inv(R) * x' * Q * (x - r); end

这段代码是MPC的核心部分，通过优化控制输入u，使得系统状态x尽可能接近参考值r。MPC的优势在于它能够预测未来的系统行为，提前做出调整，从而提高动态特性。

回流功率的抑制也是个重要问题。通过三维曲线分析，可以直观地看到回流功率的变化趋势。三维图的代码也保存好了，颜色、参数值都可以随时调整。

% 回流功率三维图代码示例 [X, Y] = meshgrid(-10:0.1:10, -10:0.1:10); Z = X.^2 + Y.^2; surf(X, Y, Z); xlabel('X轴'); ylabel('Y轴'); zlabel('回流功率');

硬件实验平台搭建

仿真搞定了，接下来就是硬件实验了。主控板选型、硬件参数选型、电感、电容、变压器等，都有详细的技术文档。DSP28335的CCS代码也准备好了，直接拿来用就行。

// DSP28335控制代码示例 void main(void) { InitSysCtrl(); // 初始化系统控制 InitGpio(); // 初始化GPIO while(1) { // 主循环 if (CheckBatteryVoltage() > 12.0) { EnableCharger(); } else { DisableCharger(); } } }

这段代码是DSP28335的主控程序，通过检测电池电压，控制充电器的开关。硬件实验的结果和理论图都保存好了，可以直接对比分析。