帶恒功率負載的DC-DC變換器微分平坦建模與控制.pdf

1、隨著電力電子功率變換拓撲日益復雜化，多級級聯(lián)式DC/DC變換器系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題越來越受到廣泛的關注。能輸出穩(wěn)定電壓的DC/DC變換器模塊，本身就相當于恒功率負載，其具有的負阻抗特性使得線性化后的級聯(lián)系統(tǒng)成為非最小相位系統(tǒng)，因而采用常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器構成的閉環(huán)系統(tǒng)很難保證具備較好的動靜態(tài)性能。基于微分平坦理論的非線性控制方法能夠完整地描繪系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移軌跡和控制規(guī)律，并且在選擇適當?shù)钠教馆敵隽康幕A上，能夠?qū)⒕邆鋸姺蔷€性特征的DC/DC變換

2、器系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線性系統(tǒng)，方便采用李雅普諾夫定理設計相對應的控制器。結(jié)果表明，基于該理論設計的非線性控制器能使帶恒功率的交直流變換器穩(wěn)定、可靠、性能更優(yōu)。
　　本文采用兩級DC/DC變換器為研究對象，前級采用單管Boost電路作為源變換器，后級采用能輸出穩(wěn)定電壓的BUCK變換器作為恒功率負載。在選擇輸入功率作為平坦輸出量的基礎上，將源變換器的狀態(tài)空間方程轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂形⒎制教固卣鞯臄?shù)學模型。之后，詳細地介紹了采用李雅普諾夫函數(shù)設計控制器的

3、過程以及采用改進型蟻群算法對控制器中的未知參數(shù)加以確定、尋優(yōu)的方法，并通過芭芭拉引理證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后，采用MATLAB/SIMULINK對帶恒負載的Boost變換器微分平坦閉環(huán)控制系統(tǒng)進行仿真，結(jié)果表明該控制規(guī)律是可行、有效的。
　　本文第三、四章集中介紹了能驗證該控制方案的實驗平臺的軟硬件設計過程.最后，在實驗室研制出了一臺能輸出恒定的100W～150W的級聯(lián)樣機。對試驗樣機進行測試，獲取到了相關實驗波形和數(shù)據(jù)，且實驗結(jié)