發(fā)布時間：2020-07-20 09:37

【摘要】：隨著新能源技術(shù)的發(fā)展,各類應(yīng)用對開關(guān)電源的穩(wěn)定性、動態(tài)響應(yīng)速度以及魯棒性提出了更高的要求,即開關(guān)電源的動態(tài)響應(yīng)速度較快且卸載時過沖較小,并在較大范圍內(nèi)可以穩(wěn)定工作,具有一定的魯棒性。為此本文在BUCK電路作為主拓?fù)涞幕A(chǔ)上設(shè)計了一個以能量環(huán)流結(jié)構(gòu)作為輔助電路、同時基于滑�？刂评碚撛O(shè)計系統(tǒng)控制回路的解決方案,使其符合課題要求。針對卸載過沖的問題,本文給出了利用基于能量環(huán)流結(jié)構(gòu)的輔助電路來控制BUCK變換器的解決方案,并分析了能量環(huán)流結(jié)構(gòu)的原理。在SABER中根據(jù)電路基本需求設(shè)計仿真電路結(jié)構(gòu),并進(jìn)行頻域和時域切載仿真實驗,將基于PI控制的帶能量環(huán)流結(jié)構(gòu)的BUCK電路和傳統(tǒng)的BUCK變換器進(jìn)行對比,驗證了以能量環(huán)流結(jié)構(gòu)作為輔助電路的BUCK變換器相比傳統(tǒng)的BUCK變換器具有快速的動態(tài)響應(yīng)速度、過沖較小等優(yōu)點�；谀芰凯h(huán)流結(jié)構(gòu)的輔助電路使得系統(tǒng)輸出動態(tài)響應(yīng)在一定程度提高并減小了過沖,但同時其抗干擾能力較差,為解決該問題,本文提出了用滑�？刂苼碓O(shè)計控制回路的方案。根據(jù)滑模控制理論的特點和數(shù)學(xué)描述,以及滑�？刂扑璧臈l件,本文基于BUCK電路建立了系統(tǒng)的空間狀態(tài)模型,通過前文得到的三個條件進(jìn)行約束,計算出了滿足滑�？刂埔蟮幕？刂坡�,并根據(jù)電路設(shè)計計算參數(shù)。按照所設(shè)計的控制器本文進(jìn)行了頻域仿真分析,驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為同時滿足輸出響應(yīng)速度快、卸載過沖小、抗擾能力強的特點,本文將輔助電路和滑�？刂葡嘟Y(jié)合,利用環(huán)流結(jié)構(gòu)的工作特點設(shè)計所需的狀態(tài)空間方程并建立數(shù)學(xué)模型,將基于能量環(huán)流的BUCK變換器的作為滑�？刂频难芯繉ο�,根據(jù)建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行滑模律的推導(dǎo)和滑�？刂破鞯脑O(shè)計,并分別在頻域和時域內(nèi)進(jìn)行仿真實驗,以驗證方案的可行性。在通過仿真實驗進(jìn)行驗證之后,對實物電路進(jìn)行了設(shè)計和搭建。計算并選取了主電路的參數(shù),然后對各個部分的電路進(jìn)行細(xì)化分析。為了驗證基于滑�？刂频膸芰凯h(huán)流結(jié)構(gòu)輔助電路的BUCK變換器的優(yōu)良動態(tài)特性和穩(wěn)定性,引入了負(fù)載擾動,最終驗證了本文所設(shè)計的開關(guān)電源具備卸載過沖小、輸出動態(tài)響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性強的特點。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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1 馬輝;謝運祥;;基于滑模變結(jié)構(gòu)的Vienna整流器新型雙閉環(huán)控制策略研究[J];電工技術(shù)學(xué)報;2015年12期

2 吳宇;皇甫宜耿;張琳;周雒維;;大擾動Buck-Boost變換器的魯棒高階滑�？刂芠J];中國電機工程學(xué)報;2015年07期

3 張希;許建平;包伯成;賀明智;;固定關(guān)斷時間控制Buck變換器斜坡補償技術(shù)及其機理研究[J];中國電機工程學(xué)報;2014年36期

4 周國華;許建平;;開關(guān)變換器調(diào)制與控制技術(shù)綜述[J];中國電機工程學(xué)報;2014年06期

5 屈魯;;Buck-Boost變換器的無源滑�？刂蒲芯縖J];電源學(xué)報;2013年02期

6 倪雨;許建平;;控制受限滑�？刂艬uck變換器優(yōu)化設(shè)計[J];電子學(xué)報;2013年03期

7 陳亞愛;張衛(wèi)平;周京華;劉坤;;開關(guān)變換器控制技術(shù)綜述[J];電氣應(yīng)用;2008年04期

8 佟紹成;王鐵超;;一類不確定離散非線性時滯系統(tǒng)保性能控制[J];控制工程;2008年01期

9 馬皓;毛興云;徐德鴻;;兼顧電感電流連續(xù)導(dǎo)通和斷續(xù)運行模式的DC/DC電路建模和參數(shù)辨識[J];中國電機工程學(xué)報;2006年05期

10 王鳳巖;許建平;;V~2C控制Buck變換器分析[J];中國電機工程學(xué)報;2006年02期

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1 徐世許;不確定系統(tǒng)的終端滑模變結(jié)構(gòu)控制[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

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1 王川;DC/DC變換器的滑�？刂芠D];華中科技大學(xué);2016年

2 張傳偉;開關(guān)變換器滑�？刂萍夹g(shù)的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

本文編號：2763268