DC-DC變換器控制規(guī)律研究.pdf

1、近年來(lái),隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,以DC/DC變換器為轉(zhuǎn)換核心的開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)深入應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,存在大信號(hào)擾動(dòng)的場(chǎng)合對(duì)電源的輸出波形提出了苛刻的要求,因此研究大信號(hào)擾動(dòng)條件下的DC/DC開(kāi)關(guān)變換器控制方案一直是電力電子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　 變換器動(dòng)態(tài)特性較為復(fù)雜,傳統(tǒng)的線性平均化的分析方法(如拉氏變換和奈奎斯特圖等)已經(jīng)無(wú)法直接應(yīng)用,這就要求運(yùn)用新的方法來(lái)進(jìn)行建模與分析,并使分析方法更加趨于簡(jiǎn)化、準(zhǔn)確、全面和完善。因此,

2、DC/DC變換器控制上要獲得新的突破,必須建立一個(gè)新的、更精確和實(shí)用的大信號(hào)離散模型,而且需要發(fā)展非線性控制理論。
　　 利用傳統(tǒng)單、雙環(huán)反饋理論設(shè)計(jì)的模擬控制器很難保證具有時(shí)變非線性特性的DC/DC開(kāi)關(guān)變換器在大信號(hào)擾動(dòng)下具有的理想的控制性能,與模擬控制器相比,數(shù)字控制器可以比較容易地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的非線性控制策略,從本質(zhì)上改善變換器的控制性能。目前,DSP和MCU等數(shù)字控制器的硬件技術(shù)趨于成熟,使DC/DC開(kāi)關(guān)變換器的數(shù)字化控制器

3、實(shí)現(xiàn)成為可能,因此基于DC/DC開(kāi)關(guān)變換器的非線性本質(zhì),研究各種非線性控制策略成為電力電子研究領(lǐng)域一大熱點(diǎn)。
　　 本文以Buck電路為研究對(duì)象,并對(duì)其進(jìn)行小信號(hào)分析,闡述了三種控制策略的基本原理和自身的優(yōu)缺點(diǎn),深入研究了在大信號(hào)擾動(dòng)的情況下三種控制策略的魯棒性,確定了滑模變結(jié)構(gòu)的控制策略良好的抑制擾動(dòng)的能力,進(jìn)行了主電路參數(shù)和滑模控制器的設(shè)計(jì)。
　　 為了驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性,論文中利用Matlab軟件建立了主電路、滑

4、模變結(jié)構(gòu)控制器的仿真模型,同時(shí)進(jìn)行了三種控制策略的系統(tǒng)仿真。仿真結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是正確的,控制策略可行;采用本文所提出的控制方法,滑模變結(jié)構(gòu)控制策略在電壓和電阻突變時(shí)有著良好的魯棒性,對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)具有參考指導(dǎo)意義。
　　 為了驗(yàn)證實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行情況,本文設(shè)計(jì)了以TI公司的TMS320F2812型號(hào)的DSP為控制芯片的Buck變換器的硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng),搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行了實(shí)際系統(tǒng)的調(diào)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文所闡述的理論