本文關(guān)鍵詞：基于新型PID算法的數(shù)字DC-DC變換器的設(shè)計(jì)　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著移動(dòng)電話、筆記本電腦以及智能手表等電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展和廣泛使用,這些便攜式設(shè)備對(duì)電源芯片的要求也越來越高。傳統(tǒng)的模擬控制電源以前雖然長期占領(lǐng)著市場(chǎng),但模擬控制由于其本身固有的缺點(diǎn)越來越不能夠滿足現(xiàn)代設(shè)備對(duì)電源的要求,數(shù)字電源正在以蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)成為各大高校和企業(yè)的研究熱點(diǎn)。本文的目的是為電壓反饋的Buck型DC-DC變換器設(shè)計(jì)合適的數(shù)字補(bǔ)償算法,從而提高輸出電壓的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性。本文在傳統(tǒng)數(shù)字PID控制算法的基礎(chǔ)上提出了自適應(yīng)PID控制算法和新型PID控制算法,自適應(yīng)PID算法根據(jù)輸出電壓的狀態(tài)自適應(yīng)地調(diào)整Kp、Ki和Kd三個(gè)參數(shù)；而新型PID算法是在自適應(yīng)PID算法的基礎(chǔ)上結(jié)合分離采樣PID的思想,將AD-P進(jìn)行過采樣來進(jìn)一步提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。根據(jù)這三種控制算法下電源系統(tǒng)的Matlab/Simulink仿真結(jié)果可以看出,新型PID算法不僅在線性瞬態(tài)響應(yīng)和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)上都要優(yōu)于其他兩種控制算法,而且它還解決了啟動(dòng)過程超調(diào)量過大的問題。最后,本文利用FPGA搭建了數(shù)字控制DC-DC變換器驗(yàn)證平臺(tái),分別對(duì)三種控制算法進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明：開關(guān)頻率1MHz、輸入電壓3.6-5V的DC-DC變換器,與傳統(tǒng)PID和自適應(yīng)PID算法相比,當(dāng)負(fù)載電流變化700mA時(shí),新型PID算法的負(fù)載響應(yīng)時(shí)間分別縮短了75%和58%,超調(diào)量分別減少了45.89%和41.7%。此外,新型PID算法下系統(tǒng)的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率分別為1mV/V和30.2gV/mA,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM46

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本文編號(hào)：1321967