CN110086350B - 一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向dc-dc效率优化方法 - Google Patents
一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向dc-dc效率优化方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于模拟退火‑爬山混合算法的隔离型双向DC‑DC效率优化方法，所述优化方法如下：首先使用模拟退火算法为爬山法提供一个校正起点，然后用爬山法对移相角和占空比进行校正。通过采样多个不同的移相角和占空比下输入输出电压和电流值，其中不同移相角和占空比的组合作为模拟退火‑爬山算法中的解，传输效率作为评价函数值，计算并比较不同移相角和占空比下电路的传输效率。首先使用模拟退火算法求得一组传输效率较好的移相角和占空比，再用爬山法对移相角和占空比进行进一步的校正，最终获得传输效率最大的移相角和占空比组合，实现功率的高效传输。
Description
技术领域
本发明涉及双向DC-DC变换器领域，尤其涉及一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向DC-DC效率优化方法。
背景技术
随着充放电技术的发展，双向DC-DC变换器的应用越来越普及，其中，移相策略控制的隔离型双向DC-DC因其安全性和高效性脱颖而出。移相策略控制有效提高了隔离型双向DC-DC变换器的传输效率，但是移相策略控制隔离型双向DC-DC为了找出传输效率最高的移相角和占空比的组合需要推导复杂的公式，PWM加上移相策略控制隔离型双向DC-DC变换器在输出电压不变的条件下，有很多不同移相角和占空比的组合符合要求，但是不同组合的移相角和占空比传输效率不同。因此提出一种快速有效的效率优化控制方法具有重要的意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的提供一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向DC-DC效率优化方法，通过采样多个不同的移相角和占空比下输入输出电压和电流值，其中不同移相角和占空比的组合作为模拟退火-爬山算法中的解，传输效率作为评价函数值，计算并比较不同移相角和占空比下电路的传输效率。首先使用模拟退火算法求得一组传输效率较好的移相角和占空比，再用爬山法对移相角和占空比进行进一步的校正，最终获得传输效率最大的移相角和占空比组合，实现功率的高效传输。
本发明提供一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向DC-DC效率优化方法，所述优化方法如下：首先使用模拟退火算法为爬山法提供一个校正起点，然后用爬山法对移相角和占空比进行校正。
进一步改进在于：所述优化方法具体步骤如下：使用模拟退火算法求得一个校正起点：初始化多个移相角和占空比的组合并计算其传输效率，再在当前最优移相角和占空比组合附近产生新的移相角和占空比的组合，计算新的传输效率，是否接受新的移相角和占空比是利用马氏准则进行判断，当模拟退火达到指定马氏链长度和指定迭代次数，就得到一个比较好的爬山法校正起点进入爬山法，否则在当前最优移相角和占空比的组合附近产生新的移相角和占空比组合，重复上述过程；完成模拟退火算法得到较好的校正起点，开始爬山法的迭代：根据起点确定爬山法的调整方向并在调整方向持续校正移相角和占空比，最终得到最大的传输效率。
进一步改进在于：所述方法中涉及到的硬件结构包括DSP、双向DC-DC电路、驱动芯片、电压采样电路、电流采样电路，DSP与驱动芯片连接，把数字信号转换为功率信号；驱动芯片与双向DC-DC电路的开关管连接，用以控制电路的导通与关断；电压采样和电流采样电路与DSP连接，DSP以此计算电路的传输效率。
进一步改进在于：根据不同的精度需求，设置不同的模拟退火和爬山法迭代次数以及马氏链长度，获得精度适当的移相角和占空比。
模拟退火-爬山混合算法可以快速有效地找到全局最优的移相角和占空比的组合。爬山法是一种简单的贪心算法，可以快速找到最优移相角和占空比的组合，但是有可能陷入局部最优移相角和占空比的组合中，而模拟退火算法可以有效降低陷入局部最优移相角和占空比的组合的可能性。
根据不同的精度需求，可以设置不同的模拟退火和爬山法迭代次数以及马氏链长度，获得精度适当的移相角和占空比。
只要有输入输出侧都有电流采样、电压采样电路，而且能以此计算传输效率，这种控制方法同样适用于其它使用PWM加上移相策略控制的隔离型双向DC-DC电路。
不同移相角和占空比的组合作为解，传输效率作为评价函数值。首先使用模拟退火算法为爬山法找到一个比较好的校正起点，然后用爬山法对移相角和占空比进行校正，最终得到最优解。
本发明的有益效果：利用模拟退火-爬山混合算法能够有效地找出隔离型双向DC-DC变换器实现最大传输效率的移相角和占空比组合，而且设置不同的迭代次数和马氏链长度可以适应不同的精度要求，保证双向DC-DC变换器在最优移相角和占空比下平稳高效地运行，该技术方案具有可行性。
附图说明
图1是本发明的算法流程示意图。
图2是本发明的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1-2所示，本实施例提供一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向DC-DC效率优化方法，所述优化方法如下：首先使用模拟退火算法为爬山法提供一个校正起点，然后用爬山法对移相角和占空比进行校正。所述优化方法具体步骤如下：使用模拟退火算法求得一个校正起点：初始化多个移相角和占空比的组合并计算其传输效率，再在当前最优移相角和占空比组合附近产生新的移相角和占空比的组合，计算新的传输效率，是否接受新的移相角和占空比是利用马氏准则进行判断，当模拟退火达到指定马氏链长度和指定迭代次数，就得到一个比较好的爬山法校正起点进入爬山法，否则在当前最优移相角和占空比的组合附近产生新的移相角和占空比组合，重复上述过程；完成模拟退火算法得到较好的校正起点，开始爬山法的迭代：根据起点确定爬山法的调整方向并在调整方向持续校正移相角和占空比，最终得到最大的传输效率。
所述方法中涉及到的硬件结构包括DSP、双向DC-DC电路、驱动芯片、电压采样电路、电流采样电路，DSP与驱动芯片连接，把数字信号转换为功率信号；驱动芯片与双向DC-DC电路的开关管连接，用以控制电路的导通与关断；电压采样和电流采样电路与DSP连接，DSP以此计算电路的传输效率。
根据不同的精度需求，设置不同的模拟退火和爬山法迭代次数以及马氏链长度，获得精度适当的移相角和占空比。利用模拟退火-爬山混合算法找出隔离型双向DC-DC变换器实现最大传输效率的移相角和占空比的组合，而且设置不同的迭代次数和马氏链长度可以适应不同的精度要求，保证隔离型双向DC-DC变换器工作在最大传输效率。
Claims (3)
1.一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向DC-DC效率优化方法，其特征在于：所述优化方法如下：首先使用模拟退火算法为爬山法提供一个校正起点，然后用爬山法对移相角和占空比进行校正，所述优化方法具体步骤如下：使用模拟退火算法求得一个校正起点：初始化多个移相角和占空比的组合并计算其传输效率，再在当前最优移相角和占空比组合附近产生新的移相角和占空比的组合，计算新的传输效率，是否接受新的移相角和占空比是利用马氏准则进行判断，当模拟退火达到指定马氏链长度和指定迭代次数，就得到一个比较好的爬山法校正起点进入爬山法，否则在当前最优移相角和占空比的组合附近产生新的移相角和占空比组合，重复上述过程；完成模拟退火算法得到较好的校正起点，开始爬山法的迭代：根据起点确定爬山法的调整方向并在调整方向持续校正移相角和占空比，最终得到最大的传输效率。
2.如权利要求1所述的一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向DC-DC效率优化方法，其特征在于：所述方法中涉及到的硬件结构包括DSP、双向DC-DC电路、驱动芯片、电压采样电路、电流采样电路，DSP与驱动芯片连接，把数字信号转换为功率信号；驱动芯片与双向DC-DC电路的开关管连接，用以控制电路的导通与关断；电压采样和电流采样电路与DSP连接，DSP以此计算电路的传输效率。
3.如权利要求1所述的一种基于模拟退火-爬山混合算法的隔离型双向DC-DC效率优化方法，其特征在于：根据不同的精度需求，设置不同的模拟退火和爬山法迭代次数以及马氏链长度，获得精度适当的移相角和占空比。
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