自適應(yīng)滑模控制在Buck-Boost變換器中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-07-20 03:34
近幾十年來,電力電子技術(shù)不斷發(fā)展,尤其是開關(guān)型DC-DC(直流-直流)變換器,得到了廣泛的應(yīng)用。DC-DC變換器是把某一數(shù)值的直流電壓變換為另一數(shù)值的直流電壓。目前各類DC-DC變換器已經(jīng)大量地用于理論研究和工農(nóng)業(yè)應(yīng)用中,其中,應(yīng)用的工業(yè)場合主要是各大電力供電系統(tǒng),包括汽車、船舶、飛機(jī)和計(jì)算機(jī)的供電等。隨著變換器市場需求量的增大,對變換器控制算法的優(yōu)化研究也變得愈加重要。本文以Buck-Boost型變換器為研究對象,目標(biāo)是設(shè)計(jì)出控制器實(shí)現(xiàn)對變換器的輸出控制,保證變換器的輸出電壓能夠維持在期望的輸出范圍內(nèi)。文中分別討論電感、電容為時(shí)變參數(shù)和輸入電壓、負(fù)載電阻值為不確定參數(shù)這兩種情況對輸出電壓的影響,分別設(shè)計(jì)出相應(yīng)地自適應(yīng)滑?刂扑惴ā>唧w研究內(nèi)容為:首先,詳細(xì)地介紹研究Buck-Boost型變換器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和建模過程。其次,分析電路中的參數(shù)不確定對輸出電壓特性的影響,設(shè)計(jì)出自適應(yīng)滑?刂破,旨在消除電路時(shí)變性參數(shù)對變換器輸出的影響,實(shí)現(xiàn)輸出電壓維持在期望范圍內(nèi)的目標(biāo)。最后通過仿真結(jié)果,驗(yàn)證控制器的有效性。再次,由于滑模算法、PID等算法無法補(bǔ)償系統(tǒng)中帶有未知參數(shù)的不確定,因此提...
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-4基于Simulink的仿真電路??Figure?2-4?The?simulation?Circuit?of?Simulink??
圖2-6輸出電壓基于Simulink的仿真結(jié)果??Figure?2-6?The?simulation?result?of?output?voltage?based?on?Simulink??對比圖2-5和圖2-6,可以看出輸出電壓最終都穩(wěn)定在-20V,達(dá)到了期望值??匕/=一2〇7,說明兩種方法都是可行有效的。具體分析來看,相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)的條件??下,基于實(shí)際物理電路的仿真結(jié)果稍微更好,因?yàn)樗目焖傩砸茫鹗幋螖?shù)??也相對少。但是,這也只針對開環(huán)仿真才可以得出這個(gè)結(jié)論。后面的閉環(huán)仿真采??用哪種方法還要具體情況具體分析。??2.5本章小結(jié)??第二章的主要內(nèi)容是對研宄對象Buck-Boost變換器的詳細(xì)介紹。首先,以??Buck-Boost變換器的電路結(jié)構(gòu)圖為基本模型,分析了電路中各個(gè)元器件的具體功??能和變換器的工作原理。結(jié)合變換器的變結(jié)構(gòu)特性,根據(jù)電路在一個(gè)通斷周期內(nèi)??不同時(shí)間段電路模型不同的特性,可以把電路模型分成兩個(gè)工作方式來討論。由??于當(dāng)變換器處于穩(wěn)態(tài)時(shí)
圖3-5滑動(dòng)階段的低頻分量??Figure?3-5?The?low?frequency?component?of?the?sliding?phase??圖3.5的速度量為平行于滑模面的速度分量V>V2是向原點(diǎn)收斂的速度分量,??也是我們期望存在的速度分量,它同時(shí)可以被理解為下文將提到的等效控制量,??在許多文獻(xiàn)中均采用等效控制量代替總的控制量作為實(shí)際控制器應(yīng)用到變換器中,??是很重要的速度分量。??3.1.3滑?刂破鞯脑O(shè)計(jì)??在現(xiàn)有的研宄方法中,有很多文獻(xiàn)中都采用了忽略高頻分量的影響,把低頻??分量當(dāng)做總的控制量的方法,其中低頻分量也叫做等效控制分量。這種方法是等??效控制法,把低頻控制量等效為總的控制量,適用于簡單系統(tǒng),具有易于設(shè)計(jì)的??優(yōu)點(diǎn)。此外,為了得到更加好的控制效果,可以結(jié)合趨近律的知識(shí),在等效控制??基礎(chǔ)上,再設(shè)計(jì)一個(gè)控制器分量,兩部分結(jié)合起來作為總的控制器。下面將詳細(xì)??論述這兩種方法。??3.1.3.1等效控制器??滑模運(yùn)動(dòng)的控制量《是非線性的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Design of Second Order Sliding Mode and Sliding Mode Algorithms:A Practical Insight to DC-DC Buck Converter[J]. Seyed Mehdi RakhtAla,Monazzahalsadat Yasoubi,Hassan HosseinNia. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(03)
[2]基于優(yōu)選小波基和模糊SOM網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷[J]. 徐志成,王宏,徐長英,鄧芳明,何怡剛. 測控技術(shù). 2016(11)
[3]用低壓MOS管設(shè)計(jì)高壓開關(guān)電源的實(shí)現(xiàn)方法[J]. 宋志強(qiáng),王軍,丁傳東. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(06)
[4]電壓反饋型BUCK變換器環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)[J]. 章賽軍,楊永宏,柯建興,李達(dá)義. 通信電源技術(shù). 2004(06)
[5]非線性無源控制原理及在電力電子變換器中的應(yīng)用[J]. 王江,曾啟明. 控制理論與應(yīng)用. 2004(04)
[6]三相電壓型變換器電流控制技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉培國,戴珂,熊健. 通信電源技術(shù). 2003(01)
本文編號(hào):3292037
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-4基于Simulink的仿真電路??Figure?2-4?The?simulation?Circuit?of?Simulink??
圖2-6輸出電壓基于Simulink的仿真結(jié)果??Figure?2-6?The?simulation?result?of?output?voltage?based?on?Simulink??對比圖2-5和圖2-6,可以看出輸出電壓最終都穩(wěn)定在-20V,達(dá)到了期望值??匕/=一2〇7,說明兩種方法都是可行有效的。具體分析來看,相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)的條件??下,基于實(shí)際物理電路的仿真結(jié)果稍微更好,因?yàn)樗目焖傩砸茫鹗幋螖?shù)??也相對少。但是,這也只針對開環(huán)仿真才可以得出這個(gè)結(jié)論。后面的閉環(huán)仿真采??用哪種方法還要具體情況具體分析。??2.5本章小結(jié)??第二章的主要內(nèi)容是對研宄對象Buck-Boost變換器的詳細(xì)介紹。首先,以??Buck-Boost變換器的電路結(jié)構(gòu)圖為基本模型,分析了電路中各個(gè)元器件的具體功??能和變換器的工作原理。結(jié)合變換器的變結(jié)構(gòu)特性,根據(jù)電路在一個(gè)通斷周期內(nèi)??不同時(shí)間段電路模型不同的特性,可以把電路模型分成兩個(gè)工作方式來討論。由??于當(dāng)變換器處于穩(wěn)態(tài)時(shí)
圖3-5滑動(dòng)階段的低頻分量??Figure?3-5?The?low?frequency?component?of?the?sliding?phase??圖3.5的速度量為平行于滑模面的速度分量V>V2是向原點(diǎn)收斂的速度分量,??也是我們期望存在的速度分量,它同時(shí)可以被理解為下文將提到的等效控制量,??在許多文獻(xiàn)中均采用等效控制量代替總的控制量作為實(shí)際控制器應(yīng)用到變換器中,??是很重要的速度分量。??3.1.3滑?刂破鞯脑O(shè)計(jì)??在現(xiàn)有的研宄方法中,有很多文獻(xiàn)中都采用了忽略高頻分量的影響,把低頻??分量當(dāng)做總的控制量的方法,其中低頻分量也叫做等效控制分量。這種方法是等??效控制法,把低頻控制量等效為總的控制量,適用于簡單系統(tǒng),具有易于設(shè)計(jì)的??優(yōu)點(diǎn)。此外,為了得到更加好的控制效果,可以結(jié)合趨近律的知識(shí),在等效控制??基礎(chǔ)上,再設(shè)計(jì)一個(gè)控制器分量,兩部分結(jié)合起來作為總的控制器。下面將詳細(xì)??論述這兩種方法。??3.1.3.1等效控制器??滑模運(yùn)動(dòng)的控制量《是非線性的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Design of Second Order Sliding Mode and Sliding Mode Algorithms:A Practical Insight to DC-DC Buck Converter[J]. Seyed Mehdi RakhtAla,Monazzahalsadat Yasoubi,Hassan HosseinNia. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(03)
[2]基于優(yōu)選小波基和模糊SOM網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷[J]. 徐志成,王宏,徐長英,鄧芳明,何怡剛. 測控技術(shù). 2016(11)
[3]用低壓MOS管設(shè)計(jì)高壓開關(guān)電源的實(shí)現(xiàn)方法[J]. 宋志強(qiáng),王軍,丁傳東. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(06)
[4]電壓反饋型BUCK變換器環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)[J]. 章賽軍,楊永宏,柯建興,李達(dá)義. 通信電源技術(shù). 2004(06)
[5]非線性無源控制原理及在電力電子變換器中的應(yīng)用[J]. 王江,曾啟明. 控制理論與應(yīng)用. 2004(04)
[6]三相電壓型變換器電流控制技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉培國,戴珂,熊健. 通信電源技術(shù). 2003(01)
本文編號(hào):3292037
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