摘要: 近几年来,由于DC—DC变换器在各个领域中的应用越来越广泛,传统的线性反馈控制等常规控制方法己无法满足系统的高性能指标,将非线性控制方法应用在DC-DC变换器中已成为发展趋势。本文以BUCK变换器为例,旨在寻求先进的非线性控制方法来对DC—DC变换器的控... 展开 近几年来,由于DC—DC变换器在各个领域中的应用越来越广泛,传统的线性反馈控制等常规控制方法己无法满足系统的高性能指标,将非线性控制方法应用在DC-DC变换器中已成为发展趋势。本文以BUCK变换器为例,旨在寻求先进的非线性控制方法来对DC—DC变换器的控制器进行设计来改善变换器在输入和负载扰动时的动态性能和鲁棒性。 本文首先回顾了DC-DC变换器的各种建模方法,介绍了状态空间平均法和电路平均法二种主要建模方法的具体原理和应用范围,为以后各章节中的非线性控制策略的运用提供了简单、实用的数学模型。 在了解DC-DC变换器的建模方法的基础上,本文重点介绍了应用于DC-DC变换器的两种非线性控制方法用以改善变换器在输入和负载扰动的动态性和鲁棒性。首先介绍了滑模变结构控制的基本理论知识及其在开关变换器中应用的研究动态,通过对国内外相关研究的分析,总结出了目前滑模变结构控制在开关变换器的应用中存在的若干问题。针对传统滑模变结构控制的切换频率不固定问题,引用了一种基于PWM调制的具有固定切换频率的新型滑模变结构控制方法,通过此方法有效地降低了切换频率和简化前端和后级滤波电路的设计。 其次,在对传统PID控制优缺点进行分析的基础上,介绍了由韩京清研究员及其团队创立的自抗扰控制方法,这种新的非线性控制方法不依赖于对象模型,将被控对象中的内部动态和外部干扰综合为系统所受的未知干扰,通过设计扩张状态观测器对其进行总体的实时估计,并在反馈中合理引用非线性特性来提高系统的鲁棒能力,最后仿真结果表明利用自抗扰控制方案可以改善动态性能,同时有效地改善了变换器在输入和负载变化时的适应性和鲁棒性。 收起