PID控制器不依賴被控對象的數(shù)學(xué)模型,具有穩(wěn)定性好、容易實現(xiàn)、抗干擾能力強等優(yōu)點,是電能變換系統(tǒng)中應(yīng)用最廣、最成熟的控制器。但隨著被控對象越來越復(fù)雜,對具有強非線性的四開關(guān)升降壓電源來說,傳統(tǒng)PID控制很難達(dá)到理想的控制效果。而BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有逼近任意非線性函數(shù)的能力,為改善基于傳統(tǒng)PID控制的電能變換系統(tǒng)性能提供了改進(jìn)方法。本文針對四開關(guān)升降壓電源的多模態(tài)特性,分析傳統(tǒng)PID控制的不足,參考神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)過程控制中的應(yīng)用,對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。進(jìn)而設(shè)計出能滿足四開關(guān)升降壓電源多模態(tài)工作的參數(shù)自適應(yīng)PID控制器,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計一款以DSP為核心的四開關(guān)管升降壓電源樣機(jī)。主要研究內(nèi)容如下:1.利用場效應(yīng)管正向壓降幾乎與電流成正比的特性,結(jié)合非同步四管升降壓變換器的優(yōu)點,研究四開關(guān)升降壓變換器的工作原理。并根據(jù)樣機(jī)的設(shè)計需求,研究數(shù)字DC-DC變換器的基本組成和原理,分析數(shù)字控制存在的問題。2.針對PID控制器對非線性系統(tǒng)控制的局限性與優(yōu)勢,分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID控制的結(jié)合方法,研究傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的不足,并分別從結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法兩方面研究其優(yōu)化方法。在此基礎(chǔ)上,利用開關(guān)元件平均法建... 

【文章來源】：成都理工大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)字電源控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 四開關(guān)升降壓電源研究現(xiàn)狀
    1.3 發(fā)展趨勢
    1.4 論文內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
第2章 基于數(shù)字控制的四開關(guān)升降壓變換器原理
    2.1 數(shù)字DC-DC變換器
        2.1.1 基本結(jié)構(gòu)
        2.1.2 PID控制原理
        2.1.3 PID控制的優(yōu)化方法
    2.2 數(shù)字控制存在的問題
        2.2.1 采樣保持環(huán)節(jié)及延遲環(huán)節(jié)
        2.2.2 ADC分辨率及DPWM分辨率
        2.2.3 量化誤差
    2.3 四開關(guān)升降壓變換器
        2.3.1 四開關(guān)升降壓變換器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
        2.3.2 四開關(guān)升降壓變換器工作原理
    2.4 本章小結(jié)
第3章 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器設(shè)計
    3.1 傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制
        3.1.1 神經(jīng)元與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器
    3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器的優(yōu)化方法
        3.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的問題
        3.2.2 BP算法優(yōu)化方法
        3.2.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
    3.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)自適應(yīng)PID控制器設(shè)計
        3.3.1 變換器平均開關(guān)建模
        3.3.2 環(huán)路補償設(shè)計及其離散化
        3.3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器
        3.3.4 控制器仿真
    3.4 本章小結(jié)
第4章 四開關(guān)升降壓電源樣機(jī)設(shè)計
    4.1 硬件設(shè)計
        4.1.1 系統(tǒng)方案
        4.1.2 樣機(jī)參數(shù)計算
        4.1.3 器件選型
        4.1.4 電路設(shè)計
    4.2 軟件設(shè)計
        4.2.1 主程序設(shè)計
        4.2.2 中斷服務(wù)子程序設(shè)計
        4.2.3 雙占空比控制算法設(shè)計
    4.3 本章小結(jié)
第5章 樣機(jī)測試與分析
    5.1 測試環(huán)境
    5.2 實驗分析
        5.2.1 動態(tài)響應(yīng)實驗
        5.2.2 三模態(tài)切換實驗
        5.2.3 電源效率測試
    5.3 紋波和電感電流測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]基于TPS65217C的Cortex-A8 AM335x芯片電源系統(tǒng)設(shè)計[J]. 王曉君,曹文沛.  電氣自動化. 2018(05)
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碩士論文
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[3]高效率非隔離四開關(guān)Buck-Boost變換器的研究與設(shè)計[D]. 節(jié)帥.西南交通大學(xué) 2018
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[5]基于雙向反激變換器的鋰電池充放電設(shè)備研發(fā)[D]. 汪玉明.華南理工大學(xué) 2016
[6]軟開關(guān)DC-DC變換器的PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制研究[D]. 鄒清洋.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[7]電流型開關(guān)電源的動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制研究[D]. 楊航.華東理工大學(xué) 2014
[8]數(shù)字DC-DC變換器中DPWM的研究與設(shè)計[D]. 馬驍.電子科技大學(xué) 2013
[9]數(shù)字控制DC-DC變換器的研究[D]. 許會軍.天津大學(xué) 2006



本文編號：3193794