This article classifies, describes, and critically compares different modeling techniques and control methods for dual-active-bridge (DAB) dc–dc converters and provides explicit guidance about the DAB controller design to practicing engineers and researchers. First, available modeling methods for DAB including reduced-order model, generalized average model, and discrete-time model are classified and quantitatively compared using simulation results. Based on this comparison, recommendations for suitable DAB modeling method are given. Then, we comprehensively review the available control methods including feedback-only control, linearization control, feedforward plus feedback, disturbance-observer-based control, feedforward current control, model predictive current control, sliding mode control, and moving discretized control set model predictive control. Frequency responses of the closed-loop control-to-output and output impedance are selected as the metrics of the ability in voltage tracking and the load disturbance rejection performance. The frequency response plots of the closed-loop control-to-output transfer function and output impedance of each control method are theoretically derived or swept using simulation software PLECS and MATLAB. Based on these plots, remarks on each control method are drawn. Some practical control issues for DAB including dead-time effect, phase drift, and dc magnetic flux bias are also reviewed. This article is accompanied by PLECS simulation files of the reviewed control methods.

中文翻译：

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双有源桥 DC-DC 转换器的建模和高级控制：综述

本文对双有源桥 (DAB) dc-dc 转换器的不同建模技术和控制方法进行分类、描述和批判性比较，并为实践工程师和研究人员提供有关 DAB 控制器设计的明确指导。首先，对DAB可用的建模方法包括降阶模型、广义平均模型和离散时间模型进行分类，并使用仿真结果进行定量比较。基于这种比较，给出了合适的 DAB 建模方法的建议。然后，我们全面回顾了可用的控制方法，包括仅反馈控制、线性化控制、前馈加反馈、基于扰动观测器的控制、前馈电流控制、模型预测电流控制、滑模控制、和移动离散控制集模型预测控制。选择闭环控制到输出和输出阻抗的频率响应作为电压跟踪能力和负载扰动抑制性能的度量。闭环控制到输出传递函数和每种控制方法的输出阻抗的频率响应曲线是使用仿真软件PLECS和MATLAB从理论上推导出或扫描的。基于这些图，对每种控制方法进行了说明。还回顾了 DAB 的一些实际控制问题，包括死区时间效应、相位漂移和直流磁通偏置。本文附有所审查控制方法的PLECS仿真文件。选择闭环控制到输出和输出阻抗的频率响应作为电压跟踪能力和负载扰动抑制性能的度量。闭环控制到输出传递函数和每种控制方法的输出阻抗的频率响应曲线是使用仿真软件PLECS和MATLAB从理论上推导出或扫描的。基于这些图，对每种控制方法进行了说明。还回顾了 DAB 的一些实际控制问题，包括死区时间效应、相位漂移和直流磁通偏置。本文附有所审查控制方法的PLECS仿真文件。选择闭环控制到输出和输出阻抗的频率响应作为电压跟踪能力和负载扰动抑制性能的度量。闭环控制到输出传递函数和每种控制方法的输出阻抗的频率响应曲线是使用仿真软件PLECS和MATLAB从理论上推导出或扫描的。基于这些图，对每种控制方法进行了说明。还回顾了 DAB 的一些实际控制问题，包括死区时间效应、相位漂移和直流磁通偏置。本文附有所审查控制方法的PLECS仿真文件。闭环控制到输出传递函数和每种控制方法的输出阻抗的频率响应曲线是使用仿真软件PLECS和MATLAB从理论上推导出或扫描的。基于这些图，对每种控制方法进行了说明。还回顾了 DAB 的一些实际控制问题，包括死区时间效应、相位漂移和直流磁通偏置。本文附有所审查控制方法的PLECS仿真文件。闭环控制到输出传递函数和每种控制方法的输出阻抗的频率响应曲线是使用仿真软件PLECS和MATLAB从理论上推导出或扫描的。基于这些图，对每种控制方法进行了说明。还回顾了 DAB 的一些实际控制问题，包括死区时间效应、相位漂移和直流磁通偏置。本文附有所审查控制方法的PLECS仿真文件。