本文關(guān)鍵詞：數(shù)字DC-DC開關(guān)電源中非線性控制器的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：數(shù)字電源具有體積小、易于集成、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強和控制方式靈活等優(yōu)點,是近年來電源領(lǐng)域的研究熱點。而控制器作為數(shù)字電源的關(guān)鍵模塊,負責(zé)產(chǎn)生數(shù)字控制信號,其性能直接影響數(shù)字電源的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)速度,因此研究高性能的控制器具有重要意義。本論文主要設(shè)計了一款用于提高數(shù)字電源動態(tài)響應(yīng)速度的非線性控制器。首先,介紹了數(shù)字電源的基本工作原理,分析了Buck功率級、ADC和DPWM的傳遞函數(shù)。其次,使用增量式PID控制算法在離散域中進行了PID控制器的設(shè)計,使系統(tǒng)的相位裕度和截止頻率等指標(biāo)達到了系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)定性的要求;采用IIR濾波器直接II型結(jié)構(gòu)完成了增量式PID控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計,該結(jié)構(gòu)可以節(jié)省延時單元也即節(jié)省電路面積;利用MATLAB模糊邏輯工具箱完成了模糊系統(tǒng)的設(shè)計,通過模糊系統(tǒng)對PID控制器的參數(shù)進行在線整定,以提高數(shù)字電源的瞬態(tài)響應(yīng)速度和魯棒性。最后,根據(jù)模糊系統(tǒng)輸入量化因子及輸入變量論域的取值,減小了控制查找表的大小,這樣在不影響控制效果的同時可以節(jié)省硬件資源。本論文最終實現(xiàn)了模糊自適應(yīng)PID控制器的HDL代碼,并利用ModelSim和Simulink工具搭建了控制器數(shù)�；旌戏抡骝炞C平臺,驗證結(jié)果是：當(dāng)負載從15A階躍到30A時,基于基本PID控制器的數(shù)字電源的瞬態(tài)響應(yīng)時間為55μs,而基于模糊自適應(yīng)PID控制器的數(shù)字電源的瞬態(tài)響應(yīng)時間為151μs；穩(wěn)態(tài)時輸出電壓紋波均為11.8mV,達到了設(shè)計指標(biāo)要求。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字電源 Buck變換器 瞬態(tài)響應(yīng) 比例-積分-微分控制 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 論文背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容與設(shè)計指標(biāo)11-12
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)12-13
• 第二章 數(shù)字DC-DC開關(guān)電源的基本原理13-27
• 2.1 Buck功率級的基本原理13-22
• 2.1.1 連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)14-16
• 2.1.2 不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)16-17
• 2.1.3 CCM與DCM工作模式的臨界狀態(tài)17-19
• 2.1.4 Buck功率級的傳遞函數(shù)19-22
• 2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)22-25
• 2.3 數(shù)字脈寬調(diào)制器(DPWM)25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 非線性控制器的算法設(shè)計與仿真27-53
• 3.1 Buck功率級、ADC和DPWM的參數(shù)設(shè)計27-33
• 3.1.1 Buck功率級的參數(shù)設(shè)計27-30
• 3.1.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的參數(shù)設(shè)計30-31
• 3.1.3 數(shù)字脈寬調(diào)制器(DPWM)的參數(shù)設(shè)計31-33
• 3.2 基本數(shù)字PID控制器的設(shè)計與仿真33-40
• 3.2.1 環(huán)路補償前系統(tǒng)的z域模型33-36
• 3.2.2 基本數(shù)字PID控制器的設(shè)計36-39
• 3.2.3 基本數(shù)字PID控制器的仿真39-40
• 3.3 模糊自適應(yīng)PID控制器的設(shè)計與仿真40-52
• 3.3.1 模糊控制的原理41-42
• 3.3.2 模糊自適應(yīng)PID控制器的設(shè)計42-51
• 3.3.3 模糊自適應(yīng)PID控制器的仿真51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 非線性控制器的電路設(shè)計與驗證53-59
• 4.1 節(jié)省硬件資源的非線性控制器HDL代碼實現(xiàn)53-55
• 4.2 非線性控制器的ModelSim與Simulink數(shù)模混合仿真55-57
• 4.3 數(shù)�；旌戏抡娼Y(jié)果分析57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59-60
• 5.2 展望60-61
• 致謝61-63
• 參考文獻63-67
• 作者簡介67

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  本文關(guān)鍵詞：數(shù)字DC-DC開關(guān)電源中非線性控制器的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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