隨著DC/DC變換器大量推廣應(yīng)用,除了對(duì)其穩(wěn)態(tài)性能有嚴(yán)格要求外,對(duì)動(dòng)態(tài)性能的要求也日益提高。傳統(tǒng)控制方法是依托于小信號(hào)模型來(lái)設(shè)計(jì)控制器參數(shù),當(dāng)在設(shè)計(jì)值附近運(yùn)行時(shí),DC/DC變換器具有良好穩(wěn)態(tài)性能;但在發(fā)生負(fù)載切換等大信號(hào)變化時(shí),動(dòng)態(tài)性能很難滿足要求。因此,通過(guò)合適方法來(lái)提高DC/DC變換器動(dòng)態(tài)性能,具有重要的理論與工程價(jià)值。DC/DC變換器屬于強(qiáng)非線性系統(tǒng),難以得到精確的數(shù)學(xué)模型。因此,本文將低計(jì)算復(fù)雜度并且對(duì)模型精度要求不高的預(yù)測(cè)函數(shù)控制（PFC）算法應(yīng)用于DC/DC變換器的定頻控制中,有效避免了精確建模的難題,并降低了因負(fù)載突變、模型失配帶來(lái)的不利影響,提高了DC/DC變換器動(dòng)態(tài)性能。本文主要內(nèi)容如下:（1）介紹PFC算法的基本原理,推導(dǎo)狀態(tài)方程形式下的控制量表達(dá)式;理論分析PFC控制系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性,并通過(guò)對(duì)一階、二階系統(tǒng)仿真,完成理論分析驗(yàn)證。（2）針對(duì)單路Buck變換器特點(diǎn),提出了使用電壓電流真實(shí)采樣值來(lái)求解模型預(yù)測(cè)值的PFC方法。通過(guò)增加反饋校正系數(shù)來(lái)糾正預(yù)測(cè)誤差,推導(dǎo)出了占空比顯示表達(dá)式,并利用Matlab軟件仿真驗(yàn)證了PFC方法的有效性。（3）結(jié)合并聯(lián)Buck變換器與主... 

【文章來(lái)源】：安徽工業(yè)大學(xué)安徽省

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 模型預(yù)測(cè)控制介紹
    1.3 DC/DC變換器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 DC/DC變換器建模方法
        1.3.2 DC/DC變換器控制方法
    1.4 DC/DC變換器的預(yù)測(cè)控制研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 預(yù)測(cè)函數(shù)控制的基本原理與穩(wěn)定性分析
    2.1 引言
    2.2 預(yù)測(cè)函數(shù)控制的基本原理
        2.2.1 基函數(shù)
        2.2.2 參考軌跡
        2.2.3 預(yù)測(cè)模型
        2.2.4 反饋校正
        2.2.5 滾動(dòng)優(yōu)化
        2.2.6 結(jié)論
    2.3 閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
        2.3.1 一階系統(tǒng)跟蹤階躍設(shè)定值
        2.3.2 一階系統(tǒng)跟蹤斜坡設(shè)定值
        2.3.3 N階系統(tǒng)跟蹤階躍設(shè)定值
    2.4 預(yù)測(cè)函數(shù)控制算法的仿真研究
        2.4.1 一階系統(tǒng)的PFC仿真
        2.4.2 二階系統(tǒng)的PFC仿真
    2.5 本章小結(jié)
第三章 DC/DC變換器的PFC型控制器設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證
    3.1 引言
    3.2 Buck變換器介紹
        3.2.1 Buck變換器工作原理
        3.2.2 Buck變換器工作模式
    3.3 雙閉環(huán)PI控制型Buck變換器
        3.3.1 雙閉環(huán)PI控制器設(shè)計(jì)
        3.3.2 雙閉環(huán)PI控制算法仿真驗(yàn)證
    3.4 PFC控制型單路Buck變換器
        3.4.1 PFC控制器設(shè)計(jì)
        3.4.2 PFC控制算法仿真驗(yàn)證
    3.5 PFC-PI串級(jí)控制型并聯(lián)Buck變換器
        3.5.1 PFC-PI串級(jí)控制器設(shè)計(jì)
        3.5.2 PFC-PI串級(jí)控制算法仿真驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第四章 DC/DC變換器硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 Buck變換器硬件設(shè)計(jì)
        4.2.1 主電路設(shè)計(jì)
        4.2.2 電壓電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
        4.2.3 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
        4.2.4 驅(qū)動(dòng)與隔離電路設(shè)計(jì)
    4.3 基于FPGA的軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1 算法實(shí)現(xiàn)思路
        4.3.2 時(shí)鐘模塊
        4.3.3 初始化延時(shí)模塊
        4.3.4 A/D采樣模塊
        4.3.5 PI控制器模塊
        4.3.6 PFC控制器模塊
        4.3.7 PWM模塊
    4.4 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 單路Buck變換器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.2.1 雙閉環(huán)PI控制算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.2.2 PFC控制算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.3 并聯(lián)Buck變換器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.3.1 雙閉環(huán)PI控制算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.3.2 PFC-PI串級(jí)控制算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 圖表清單
附錄B PFC控制器S-Function程序
附錄C FPGA程序
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3629345