基于切換控制的DC--DC變換器控制研究.pdf

1、DC-DC變換器以其獨特優(yōu)勢普遍應(yīng)用于各個領(lǐng)域并受到工業(yè)界與控制界的廣泛關(guān)注;而從控制角度研究這種變結(jié)構(gòu)非線性系統(tǒng)同樣具有重要的實際價值與理論意義。目前，已有許多先進控制方法被應(yīng)用于DC-DC變換器控制中，但這些方法仍然存在一些不足之處，亟待進一步優(yōu)化。本文從切換控制的角度研究了一類重要的DC-DC變換器——Boost變換器，研究內(nèi)容主要包括以下兩個方面。
　　基于經(jīng)典的PWM平均模型本文設(shè)計了三種非線性控制器，分別為:反饋線性化

2、控制器、無源控制器與滑模變結(jié)構(gòu)控制器。設(shè)計中以電感電流為輸出的間接控制解決了Boost電路的非最小相位問題，并針對各個控制器進行了理論分析與MATLAB仿真驗證?；诜治雠c比較，本文設(shè)計了基于一類混合切換規(guī)則的非線性控制器切換，實現(xiàn)了各個控制器的優(yōu)勢互補，改進了系統(tǒng)動態(tài)性能，并利用駐留時間的方法分析了誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　將脈沖寬度調(diào)制(PWM)和脈沖頻率調(diào)制(PSM)當作切換系統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)，本文研究了PSM方式與PWM方式的

3、切換。首先，單獨分析了每一個子系統(tǒng)，用自適應(yīng)無源控制方法針對每個子系統(tǒng)設(shè)計了無源控制器和自適應(yīng)律，保證每個子系統(tǒng)都穩(wěn)定。其次，通過對子系統(tǒng)的分析找到了切換系統(tǒng)的共同Lyapunov函數(shù)，說明切換系統(tǒng)在任意切換律作用下都是漸近穩(wěn)定的。在此基礎(chǔ)上，為了改進PSM方式的動態(tài)性能，增大系統(tǒng)的負載范圍，提高整體轉(zhuǎn)換效率，本文分別設(shè)計了基于占空比與基于負載的切換，實現(xiàn)了系統(tǒng)在PSM和PWM兩種調(diào)制方式之間的切換。一方面，相對于單獨的調(diào)制方式，該設(shè)計