發(fā)布時(shí)間：2017-05-19 02:02

  本文關(guān)鍵詞：基于升壓和降壓電路的智能控制的研究和實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年隨電力電子技術(shù)的發(fā)展及高效節(jié)能的趨勢(shì),開關(guān)電源也開始受到人們的青睞,越來越多的國(guó)家和科學(xué)家投入到對(duì)開關(guān)電源的研究熱潮中,而目前研究的熱點(diǎn)之一是關(guān)于開關(guān)電源變換器控制方法策略的研究。隨著開關(guān)電源性能的不斷提高,結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,常規(guī)的建模方法和控制策略已經(jīng)很難滿足控制需求。比較常用的是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性魯棒性高的控制器,即PID控制器。常規(guī)PID控制器整定方法繁冗復(fù)雜,并且對(duì)控制對(duì)象的模型精確度要求較高,當(dāng)控制對(duì)象結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后PID控制器不能自整定參數(shù),自適應(yīng)能力較差。本文所提出的智能控制算法可以對(duì)PID做出修正,可大大提高其可靠性,穩(wěn)定性和自適應(yīng)性。并且智能控制算法也是目前控制策略的研究趨勢(shì)。本文研究?jī)?nèi)容主要有:首先,深入的研究了DC-DC變換器較典型的兩種電路:升壓電路Buck-Boost和降壓電路Buck。分析了兩種電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電路器件參數(shù)的計(jì)算方法;其次,詳細(xì)的介紹了兩種電路的模型建立以及基于幅相裕度法的單環(huán)電路和雙環(huán)電路的常規(guī)PID控制器設(shè)計(jì)�；趥鹘y(tǒng)PID控制器在模糊控制原理上設(shè)計(jì)升壓和降壓電路單雙環(huán)模式的模糊PID控制器,并且在MATLAB/Simulink環(huán)境下對(duì)比PID控制器和模糊PID控制器的控制效果,結(jié)果證明了模糊PID控制器能不僅能改善傳統(tǒng)PID控制器靜態(tài)工作特性,也能夠改善其動(dòng)態(tài)特性,具有較好的自適應(yīng)性,大大提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性;最后,以Buck電路為控制對(duì)象,基于STM32F105RBT6芯片設(shè)計(jì)了硬件平臺(tái)。在所構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,對(duì)所設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)PID控制器和模糊PID進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了仿真結(jié)果,證明了智能控制算法的可行性,有效性,且對(duì)傳統(tǒng)PID控制算法有較好的改良作用。
【關(guān)鍵詞】：Buck-Boost Buck 智能控制 PID 模糊PID
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究的背景和意義12
• 1.3 常規(guī)控制和智能控制策略發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 常規(guī)控制策略發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 智能控制策略發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.4 論文主要內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 升壓和降壓電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和模型建立17-31
• 2.1 DC-DC變換器概述17-18
• 2.2 升壓電路和降壓電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)計(jì)算18-26
• 2.2.1 Buck電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)計(jì)算18-22
• 2.2.2 Buck-Boost電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)計(jì)算22-26
• 2.3 升壓電路和降壓電路模型的建立26-30
• 2.3.1 Buck電路模型的建立27-28
• 2.3.2 Buck-Boost電路模型的建立28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 升壓和降壓電路的智能PID控制器設(shè)計(jì)31-65
• 3.1 PID控制器概述31-33
• 3.2 升壓和降壓電路的PID控制器設(shè)計(jì)33-46
• 3.2.1 Buck電路PID控制器設(shè)計(jì)33-40
• 3.2.2 Buck-Boost電路PID控制器設(shè)計(jì)40-46
• 3.3 升壓和降壓電路的模糊PID控制器設(shè)計(jì)46-53
• 3.3.1 模糊化接口設(shè)計(jì)47-49
• 3.3.2 規(guī)則庫(kù)設(shè)計(jì)49-51
• 3.3.3 推理與解模糊接口設(shè)計(jì)51-53
• 3.4 仿真結(jié)果研究53-64
• 3.4.1 Buck電路單環(huán)PID與模糊PID仿真對(duì)比53-56
• 3.4.2 Buck電路雙環(huán)PI與模糊PI仿真對(duì)比56-58
• 3.4.3 Buck-Boost電路單環(huán)PI與模糊PI仿真對(duì)比58-61
• 3.4.4 Buck-Boost電路雙環(huán)PI與模糊PI仿真對(duì)比61-64
• 3.5 本章小結(jié)64-65
• 第四章 智能控制算法的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)65-77
• 4.1 基于ARM的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)65-71
• 4.1.1 Buck電路硬件設(shè)計(jì)65-67
• 4.1.2 控制電路硬件設(shè)計(jì)67-68
• 4.1.3 檢測(cè)電路和分壓電路硬件設(shè)計(jì)68-69
• 4.1.4 驅(qū)動(dòng)電路硬件設(shè)計(jì)69-70
• 4.1.5 輔助電原硬件設(shè)計(jì)70-71
• 4.2 智能控制算法軟件設(shè)計(jì)71-76
• 4.2.1 A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)71-73
• 4.2.2 模糊PID控制器子程序設(shè)計(jì)73-74
• 4.2.3 PWM和過流檢測(cè)子程序設(shè)計(jì)74-75
• 4.2.4 主程序設(shè)計(jì)75-76
• 4.3 本章小結(jié)76-77
• 第五章 系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試77-83
• 5.1 靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試78-79
• 5.2 負(fù)載擾動(dòng)測(cè)試79-80
• 5.3 輸入電壓擾動(dòng)測(cè)試80-82
• 5.4 本章小結(jié)82-83
• 第六章 總結(jié)和展望83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-90
• 附錄90-109

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