DC/DC功率变换器非线性控制研究

admin · 发表于 2022-9-20 15:54:47

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DC/DC功率变换器结构简单、体积小、功耗低、转换效率高，可广泛应用于需要高性能电源转换的场合。然而，DC/DC功率变换器是一个非线性时变系统，且工作环境存在不确定扰动，应用传统控制方法很难取得令人满意的控制效果。因此，本文针对DC/DC功率变换器，研究非线性控制策略，以改善控制性能，具有重要的理论意义和实际应用价值。本文完成的主要工作包括：首先，基于DC/DC功率变换器的时变非线性本质，应用连续解析法建立了DC/DC功率变换器的数学模型，并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真分析和验证。其次，针对DC/DC功率变换器的非线性和非最小相位特性，采用输出重定义法，把电容电压控制题目转化为电感电流控制，提出了不需模型先验信息的线性电流模式控制器。该控制器不需标称占空比和期望电流信息，对系统物理参数的依赖性小，具有较好的鲁棒性。第三，为缓解线性控制中存在的快速性与稳态精度之间的矛盾，采用变速积分策略，提出了三种非线性电流模式控制器。与线性电流模式控制器相比，非线性电流模式控制器采用变速的非线性积分对输出电压进行调节，积分作用随着电压调节过程逐渐增强，可有效缩短过渡过程，提高稳态精度，并对系统参数变化有着很强的鲁棒性。最后，以LM3S1138处理器为核心，搭建了DC/DC功率变换器实验平台，并对本文提出的控制方法进行了实验验证。

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