近年來,由于電力電子技術的飛速發(fā)展,開關電源作為所有電子設備的基本組成部分,廣泛應用于國防軍事、工業(yè)生產(chǎn)、生活起居的各個方面,而控制系統(tǒng)作為開關電源的靈魂至關重要,因此對開關電源控制技術進行研究具有重要意義。本文針對Buck型變換器,對數(shù)模混合式開關電源控制系統(tǒng)進行研究。論文首先采用狀態(tài)空間平均法對Buck型變換器進行數(shù)學建模給并出主拓撲的傳遞函數(shù),然后以此數(shù)學模型為基礎對使用峰值電流控制模式的Buck型變換器進行模擬控制環(huán)路設計。其次,論文引入結(jié)構(gòu)簡單的單神經(jīng)元自適應PID（SNA-PID）控制器作為數(shù)�；旌峡刂葡到y(tǒng)的數(shù)字控制器,以改善模擬控制環(huán)路精度低、適應性差的缺點。文中分別設計了常規(guī)PID控制器和單神經(jīng)元自適應PID控制器,并在Matlab/Simulink平臺搭建峰值電流模式控制環(huán)路仿真模型和數(shù)字算法模型進行仿真。仿真結(jié)果表明,輸入電壓100V、開關頻率為50KHz的Buck型變換器,與峰值電流控制模式下的模擬控制環(huán)路和基于常規(guī)PID算法的數(shù)�；旌峡刂骗h(huán)路相比,當輸出電壓為50V、負載10Ω時,基于單神經(jīng)元自適應PID的數(shù)�；旌峡刂骗h(huán)路的輸出誤差分別減少了 80%和3%,當負... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文內(nèi)容及章節(jié)安排
2 BUCK型開關電源工作原理及數(shù)學建模
    2.1 開關電源的工作原理
        2.1.1 開關電源簡介
        2.1.2 Buck型開關電源原理
    2.2 Buck型開關電源的工作模式
        2.2.1 電流斷續(xù)導通工作模式
        2.2.2 電流連續(xù)導通工作模式
        2.2.3 電流臨界導通工作模式
    2.3 Buck型開關電源的調(diào)制方式
        2.3.1 PWM調(diào)制方式
        2.3.2 PFM調(diào)制方式
    2.4 Buck型開關電源的控制模式
        2.4.1 遲滯�？刂�
        2.4.2 電壓模控制
        2.4.3 電流�？刂�
    2.5 Buck型開關電源的建模
    2.6 Buck型開關電源的參數(shù)設計
        2.6.1 儲能電感的選擇
        2.6.2 輸出電容的選擇
        2.6.3 Buck型開關電源開環(huán)特性分析與仿真
    2.7 本章小結(jié)
3 控制系統(tǒng)算法研究
    3.1 模擬控制環(huán)路的研究
        3.1.1 電流內(nèi)環(huán)環(huán)路增益推導
        3.1.2 峰值電流模式控制環(huán)路增益推導
        3.1.3 typeⅡ電路參數(shù)的推導
        3.1.4 基于模擬控制環(huán)路的系統(tǒng)仿真
    3.2 基于傳統(tǒng)數(shù)字PID控制系統(tǒng)的研究
        3.2.1 常規(guī)數(shù)字PID控制
        3.2.2 常規(guī)數(shù)字PID控制器設計及仿真
    3.3 基于SNA-PID控制系統(tǒng)的研究
        3.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡簡介
        3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡學習規(guī)則
        3.3.3 SNA-PID控制
        3.3.4 SNA-PID控制器的搭建及仿真
    3.4 仿真結(jié)果對比
    3.5 本章小結(jié)
4 系統(tǒng)軟硬件設計
    4.1 系統(tǒng)總體設計
    4.2 Buck系統(tǒng)的硬件設計
        4.2.1 Buck變換器主電路
        4.2.2 模擬控制電路設計
        4.2.3 電壓電流檢測電路設計
        4.2.4 驅(qū)動電路設計
        4.2.5 通信模塊電路設計
        4.2.6 輔助電源設計
    4.3 Buck系統(tǒng)的軟件設計
        4.3.1 控制系統(tǒng)軟件總體構(gòu)成
        4.3.2 定時器中斷子程序設計
        4.3.3 算法程序設計
        4.3.4 上位機設計
    4.4 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)實驗結(jié)果及分析
    5.1 實驗平臺
    5.2 穩(wěn)態(tài)實驗測試
        5.2.1 模擬控制狀態(tài)下穩(wěn)態(tài)測試
        5.2.2 數(shù)�；旌峡刂茽顟B(tài)下穩(wěn)態(tài)測試
        5.2.3 測試結(jié)果分析
    5.3 動態(tài)實驗測試
        5.3.1 啟動時間測試
        5.3.2 負載電流突變實驗
        5.3.3 測試結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
在校學習期間發(fā)表的論文及其他成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的Buck變換器設計[J]. 劉寬,董華,王紅利,魏崢嶸,李政.  電器與能效管理技術. 2015(23)
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博士論文
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碩士論文
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[6]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID的DC-DC控制器設計[D]. 張治學.東南大學 2018
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本文編號：3200089