基于RAUKF-MPC集成的直流微电网变换器鲁棒自适应控制

摘要

针对直流微电网Buck变换器在模型失配、复杂噪声与恒功率负载扰动耦合作用下的稳定性问题，本文提出一种RAUKF-MPC协同控制方法。该方法在估计层构建融合Huber鲁棒加权、马氏距离异常检测和自适应噪声协方差调节的鲁棒无迹卡尔曼滤波器，以抑制参数摄动与非高斯野值引起的估计偏差。在控制层采用递推最小二乘在线重构预测模型，并结合自适应罚因子ADMM提升模型预测控制的实时求解能力。仿真结果表明，在纯高斯噪声与混合噪声条件下，电压估计RMSE分别为0.040 8 V和0.060 2 V。模型重构后开环状态更新误差由0.58 V降至0.13 V。在恒功率负载重载阶段，平均输出电压为119.934 V,RMSE为0.213 V，电压纹波为1.55 V。结果表明，所提方法能够在多重不确定因素并存条件下实现较高精度估计与高性能控制，为直流微电网变换器在复杂工况下的鲁棒优化运行提供了有效依据、技术支撑与借鉴。

关键词

直流微电网 / 模型预测控制 / 鲁棒自适应无迹卡尔曼滤波 / 恒功率负载 / 递推最小二乘法

基金资助

国家自然科学基金（62541316）