發(fā)布時(shí)間：2019-11-02 12:48

【摘要】：直流變換器是一種直流電壓變換裝置,能夠快速地將輸入直流電壓變換為理想的輸出直流電壓,由于直流變換器具有能量利用率高、電子元件少等優(yōu)點(diǎn),因而在辦公自動(dòng)化、家用電器、工業(yè)儀器儀表、空間飛行器等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但其本身作為一種時(shí)變、非線性系統(tǒng),其控制是非線性且不連續(xù)的,對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化及負(fù)載變化比較敏感。而且,直流變換器控制系統(tǒng)有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢、抗干擾能力差等缺點(diǎn)。為了提高系統(tǒng)輸出響應(yīng)的快速性和魯棒性,本文基于分?jǐn)?shù)階理論,針對(duì)直流變換器設(shè)計(jì)了滑�？刂破�。主要研究?jī)?nèi)容如下：首先,針對(duì)基本直流變換器——Buck變換器和BooSt變換器,利用狀態(tài)空間平均法,建立了整數(shù)階狀態(tài)空間平均模型。但基于電感和電容不是整數(shù)階而是分?jǐn)?shù)階的事實(shí),直流變換器實(shí)際上是分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)。因此,利用狀態(tài)空間平均法和分?jǐn)?shù)階微積分算子,建立了分?jǐn)?shù)階狀態(tài)空間平均模型。同時(shí),為便于控制器設(shè)計(jì),將直接得到的Boost變換器的分?jǐn)?shù)階非線性模型作進(jìn)一步處理,利用反饋線性化,將其變換為分?jǐn)?shù)階線性模型。另外,通過(guò)理論證明和Matlab/Simulink仿真結(jié)果驗(yàn)證了對(duì)直流變換器建立分?jǐn)?shù)階模型的必要性和正確性。其次,針對(duì)電源端含有紋波干擾和負(fù)載變化的Buck變換器和Boost變換器,基于分?jǐn)?shù)階滑模面,設(shè)計(jì)了滑�？刂破�,加快了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。此外,通過(guò)添加一線性項(xiàng),使得系統(tǒng)狀態(tài)在初始時(shí)刻即落在滑模面上,實(shí)現(xiàn)了全局魯棒控制。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該控制器的有效性。再次,針對(duì)電源端含有紋波干擾和負(fù)載變化的Buck變換器和Boost變換器,在不確定性和干擾上界未知情況下,基于分?jǐn)?shù)階滑模面,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)滑�？刂破�,通過(guò)在線對(duì)參數(shù)不確定和干擾的上界進(jìn)行估計(jì),消除了不確定性和干擾上界已知的條件。該控制器不僅保留了系統(tǒng)輸出快速性的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了全局滑�？刂�,提高了系統(tǒng)的魯棒性,還有效削弱了控制器的抖振。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該控制器的有效性。最后,對(duì)全文工作進(jìn)行總結(jié),并對(duì)未來(lái)的研究方向做出展望。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM46

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本文編號(hào)：2554500