基于双积分滑模控制的单移相调制(SPS)的应用

基于双积分滑模控制的单移相调制(SPS)双有源桥(DAB)变换器在高频隔离型DCDC变换器中的应用。通过采用双积分滑模控制器设计DAB变换器的输出电压控制器，实现了对输出电压的精确控制。同时，将DAB变换器与双向Buck-boost电路互联，为储能电池提供充电电流，并采用电流闭环控制策略，确保了充电过程的稳定性和安全性。本文的研究为高频隔离型DCDC变换器的设计和应用提供了新的思路和方法。

调制解调器，是调制器和解调器的缩写 ，一种计算机硬件 [1]，它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的模拟信号，而这些模拟信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收，并译成计算机可懂的语言。这一简单过程完成了两台计算机间的通信。调制解调器是Modulator(调制器)与Demodulator(解调器)的简称，中文称为调制解调器，根据Modem的谐音，亲昵地称之为“猫”，是一种能够实现通信所需的调制和解调功能的电子设备。一般由调制器和解调器组成。在发送端，将计算机串行口产生的数字信号调制成可以通过电话线传输的模拟信号;在接收端，调制解调器把输入计算机的模拟信号转换成相应的数字信号，送入计算机接口。在个人计算机中，调制解调器常被用来与别的计算机交换数据和程序，以及访问联机信息服务程序等 [2]。

单移相调制(Single Phase Shift, SPS)是双有源桥(Dual Active Bridge, DAB)变换器中最基础的控制策略，通过调节两个全桥电路之间的相位差(相移角)实现功率双向传输和输出电压控制。

‌SPS调制的基本原理‌

‌电路结构‌：DAB变换器由两个全桥电路、高频变压器、电感和电容组成，通过变压器实现电气隔离。‌控制核心‌：仅通过调整一次侧与二次侧全桥的驱动信号之间的相移角(通常记为φφ)来控制功率流动方向和大小。功率传输公式为：P=V1V2φ(1−∣φ∣/π)2πfsLP=2πfsLV1V2φ(1−∣φ∣/π)其中V1V1、V2V2为两侧电压，fsfs为开关频率，LL为等效电感。

调制解调器的主要功能是实现模拟信号与数字信号之间的相互转换‌。具体来说，调制解调器在发送时将数字信号转换为模拟信号(调制)，在接收时将模拟信号恢复为数字信号(解调)‌。调制解调器(Modem)是“调制器”和“解调器”的组合，主要功能包括：

‌调制‌：将数字信号转换为可以通过电话线传输的模拟信号。这是通过特定的编码方式实现的，例如使用频率调制(FM)或相位调制(PM)等技术‌。

‌解调‌：将从电话线接收到的模拟信号恢复为数字信号。这是通过相应的解码技术实现的，例如使用傅里叶变换(FFT)等算法来分析频率成分并还原原始数字信号‌。此外，调制解调器还常用于个人计算机中，用于与其他计算机交换数据和程序，以及访问联机信息服务程序等‌4。

SPV技术所检测的信息主要是样品表层(一般为几十纳米)的性质，因此不受基底或本体的影响，这对光敏表面的性质及界面电子转移过程的研究显然很重要。由于表面电压技术的原理是基于检测由入射光诱导的表面电荷的变化，其检测灵敏度很高，而借助场诱导表面光电压谱技术可以用来测定半导体的导电类型(特别是有机半导体的导电类型)、半导体表面参数，研究纳米晶体材料的光电特性，了解半导体光激发电荷分离和电荷转移过程，实现半导体的谱带解释，并为研究符合体系的光敏过程和光致界面电荷转移过程提供可行性方法。

由于SPV术的诸多优点，SPV技术得到了广泛的应用，尤其是今年来随着激光光源的应用、微弱信号检测水平的提高和计算机技术的进展，SPV技术应用的范围得到了很大的扩展。

‌SPS的特点与优势‌

‌简单性‌：仅需调节单一相移参数，控制算法复杂度低。‌软开关特性‌：在特定负载范围内可实现零电压开关(ZVS)，降低开关损耗。‌应用场景‌：适用于高频隔离型DC-DC变换器，如储能系统、电动汽车驱动(如调节直流母线电压)。

‌电流应力问题‌：输入输出电压不匹配时(如电动汽车中电压大范围变化)，会导致电流应力剧增，降低效率。‌动态响应不足‌：传统SPS控制依赖线性化模型，对参数变化和外部扰动鲁棒性较差，需结合滑模控制等非线性策略(如单/双积分滑模控制)提升性能。结合先进控制算法‌：如单积分滑模控制(SISMC)可改善稳态精度，双积分滑模控制进一步优化动态响应。混合调制策略‌：与扩展移相(EPS)或三重移相(TPS)结合，优化电流应力和软开关范围。‌总结‌：SPS调制是DAB变换器的核心控制方法，但其性能受限于电压匹配和动态响应，需结合具体应用场景选择优化方案。

调制解调器(Modem)的主要功能是将数字信号和模拟信号相互转换，以便在不同类型的传输媒介上进行数据通信。以下是调制解调器的主要功能介绍：

1、数据传输：调制解调器允许数字设备在模拟传输媒介(如电话线)上进行数据传输。调制器将数字数据转换为模拟信号，解调器将模拟信号转换为数字数据，以实现数据的传输和接收。

2、数据压缩：调制解调器可以使用各种数据压缩算法，如压缩编码、哈夫曼编码等，将数据在传输过程中进行压缩，以减少传输所需的带宽和传输时间。

3、错误检测和纠正：调制解调器可以使用各种错误检测和纠正技术，如奇偶校验、循环冗余检验(CRC)等，以确保数据在传输过程中的准确性和完整性。

4、接口和兼容性：调制解调器通常提供与计算机或其他设备的接口，如串口、以太网接口等，以便与设备进行连接和通信。调制解调器也需要与通信标准和协议兼容，以确保在不同的网络环境中进行互操作性。