【摘要】：LLC諧振變換器無(wú)需增加輔助電路,即可實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍的原邊開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通和副邊整流二極管零電流關(guān)斷,可實(shí)現(xiàn)高功率密度同時(shí)保持高效率。這使得LLC諧振變換器成為研究的熱點(diǎn)。另一方面,LLC諧振變換器是一個(gè)復(fù)雜的高階系統(tǒng),小信號(hào)傳遞函數(shù)的開(kāi)環(huán)增益隨工況劇烈變化,這容易使變換器控制性能惡化,針對(duì)該問(wèn)題本文分析了開(kāi)環(huán)增益的變化規(guī)律,并據(jù)此提出了一種抗漂移模糊PID控制。本文首先分析了LLC諧振變換器的工作模態(tài)及調(diào)壓原理,進(jìn)行了LLC諧振變換器關(guān)鍵參數(shù)特性分析,介紹了LLC諧振變換器小信號(hào)傳遞函數(shù)零極點(diǎn)漂移特性。根據(jù)參數(shù)特性分析,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主功率電路參數(shù)設(shè)計(jì)。其次,提出一種抗漂移模糊PID控制,本控制方法根據(jù)開(kāi)環(huán)增益的變化規(guī)律,以開(kāi)關(guān)頻率及負(fù)載電流作為輸入變量,在線調(diào)整比例系數(shù),達(dá)到抵消開(kāi)環(huán)增益漂移的效果。介紹了LLC諧振變換器的開(kāi)環(huán)增益漂移特性,其中,重點(diǎn)介紹并分析了開(kāi)環(huán)增益變化規(guī)律及開(kāi)環(huán)增益漂移的危害,為下文提供理論基礎(chǔ)。對(duì)LLC諧振變換器進(jìn)行小信號(hào)建模,據(jù)此,整定了PID初始系數(shù)。然后設(shè)計(jì)模糊控制器,包括隸屬函數(shù)設(shè)計(jì)、輸入輸出子集設(shè)計(jì)、模糊規(guī)則設(shè)計(jì)及解模糊方法設(shè)計(jì)。接著,對(duì)模糊控制器抗漂移效果進(jìn)行分析,驗(yàn)證了抗漂移模糊PID控制可抵消開(kāi)環(huán)增益漂移的影響。再根據(jù)以上設(shè)計(jì)在MATLAB中利用fuzzy工具箱搭建相應(yīng)模型,于傳統(tǒng)PID控制方法進(jìn)行對(duì)比仿真,驗(yàn)證了本文所提抗漂移模糊PID控制的優(yōu)越性。最后,詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)控制系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)。搭建了800W的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)拓?fù)溥M(jìn)行開(kāi)環(huán)測(cè)試、負(fù)載階躍響應(yīng)對(duì)比測(cè)試、負(fù)載調(diào)整率測(cè)試、電壓調(diào)整率測(cè)試以及效率測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了抗漂移模糊PID控制應(yīng)用于LLC諧振變換器的優(yōu)越性及可行性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM46
【圖文】：

圖 2-7 LLC 諧振變換器增益圖(Q=0.2，n=1)LC 諧振變換器電壓增益隨 k 值及開(kāi)關(guān)頻率變化圖，假設(shè) Q得，k 值越小，電壓增益范圍越大，相同增益范圍對(duì)應(yīng)的磁性元件的工作及開(kāi)關(guān)管高效運(yùn)行。因此，從增益及開(kāi)關(guān)量小。但當(dāng)諧振電感 Lr固定，則隨著 k 值減小，意味著勵(lì)變換器效率降低，具體將在下節(jié)展開(kāi)分析。 Lm對(duì) LLC 諧振變換器的影響對(duì) LLC 諧振變換器性能影響很大，是 LLC 諧振變換器的感 Lm對(duì) LLC 諧振變換器的影響。的影響0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.400.51fsfnVgs1Vgs2/Ir/ILm

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文的影響，只保留直流及低頻交流分量的信息，此前提稱為“小紋波假設(shè)”。而 LLC 諧振變換器是通過(guò)“基波”傳遞能量的，開(kāi)關(guān)頻率附近的高頻交流信息不可被消除，所以不符合“小紋波假設(shè)”[36]。有學(xué)者提出擴(kuò)展描述函數(shù)建模法[37-39]，利用基爾霍夫定律對(duì)諧振變換器各部分列出非線性狀態(tài)方程，用擴(kuò)展描述函數(shù)法對(duì)非線性環(huán)節(jié)進(jìn)行線性化處理，用諧波平衡法得到其大信號(hào)模型，對(duì)大信號(hào)模型進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)與線性化處理，最后得到某個(gè)穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)的小信號(hào)模型。然而此建模過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，不便于應(yīng)用。為此，一種時(shí)域仿真加曲線擬合的方法被提出，它免去了復(fù)雜的建模過(guò)程，便于工程設(shè)計(jì)[40]。

第三章 抗漂移模糊 PID 控制策略研究電路級(jí)仿真，如圖3-10所示。通過(guò)模擬環(huán)路分析儀原理，掃。注：仿真電路包含增益為20k的壓控振蕩器(VCO),仿真圖忽，把波特圖數(shù)據(jù)導(dǎo)入 MATLAB Curve Fitting Tool 工具箱，進(jìn)LLC 諧振變換器開(kāi)關(guān)頻率小于諧振頻率，此時(shí)系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為設(shè)模型代入工具箱進(jìn)行擬合，如圖 3-12 所示。不考慮高頻特C 諧振變換器小信號(hào)簡(jiǎn)化模型：310( 4545454)( )( 1969)( 55410)sG ss s++ +

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫孝峰;申彥峰;朱云娥;劉飛龍;吳俊娟;;一種Boost型寬電壓范圍輸入LLC諧振變換器[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年15期

2 江添洋;張軍明;汪i襠

本文編號(hào)：2799844