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(dú)特優(yōu)勢(shì)普遍應(yīng)用于各個(gè)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(shí)際價(jià)值與理論意義。目前，已有許多先進(jìn)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(jìn)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?jī)?nèi)容主要包括以下兩個(gè)方面。
　　基于經(jīng)典的PWM平均模型本文設(shè)計(jì)了三種非線性控制器，分別為:反饋線性化

2、控制器、無(wú)源控制器與滑模變結(jié)構(gòu)控制器。設(shè)計(jì)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(wèn)題，并針對(duì)各個(gè)控制器進(jìn)行了理論分析與MATLAB仿真驗(yàn)證?；诜治雠c比較，本文設(shè)計(jì)了基于一類混合切換規(guī)則的非線性控制器切換，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)控制器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，改進(jìn)了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，并利用駐留時(shí)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(dāng)作切換系統(tǒng)的兩個(gè)子系統(tǒng)，本文研究了PSM方式與PWM方式的

3、切換。首先，單獨(dú)分析了每一個(gè)子系統(tǒng)，用自適應(yīng)無(wú)源控制方法針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)了無(wú)源控制器和自適應(yīng)律，保證每個(gè)子系統(tǒng)都穩(wěn)定。其次，通過(guò)對(duì)子系統(tǒng)的分析找到了切換系統(tǒng)的共同Lyapunov函數(shù)，說(shuō)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(jìn)PSM方式的動(dòng)態(tài)性能，增大系統(tǒng)的負(fù)載范圍，提高整體轉(zhuǎn)換效率，本文分別設(shè)計(jì)了基于占空比與基于負(fù)載的切換，實(shí)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(duì)于單獨(dú)的調(diào)制方式，該設(shè)計(jì)