Boost變換器的混雜系統(tǒng)建模與控制研究.pdf

1、DC-DC變換器由于系統(tǒng)包括線性部分和非線性部分的復(fù)雜特點，使得對其進(jìn)行精確的分析控制變得艱難，傳統(tǒng)的經(jīng)典控制理論無法適應(yīng)這個情況。Boost變換器（又稱升壓變換器）是直流變換器的一種，功能上具有提升電路輸入電壓的作用，是一種典型的混雜系統(tǒng)，它既包含連續(xù)時間系統(tǒng)，也包含著離散事件系統(tǒng)?；祀s自動機模型是一個形象的可視化模型，能方便地描述混雜系統(tǒng)。本文在混雜自動機模型的基礎(chǔ)上，利用Matlab對Boost變換器的建模與控制進(jìn)行了深入的研究。

2、
　　本文首先介紹了混雜系統(tǒng)定義、特點及其主要內(nèi)容，然后針對Boost變換器，分別采用狀態(tài)空間法、拉格朗日方程法及混雜自動機方法建立其數(shù)學(xué)模型，同時在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)的能控性、能觀性及穩(wěn)定性做出分析論證。其次根據(jù)Boost系統(tǒng)工作狀態(tài)的混雜特征，建立了包含CCM（電感電流連續(xù)模式）和DCM(電感電流斷續(xù)模式）的混雜自動機模型。在Boost變換器基于混雜控制算法的設(shè)計中，通過應(yīng)用電路理論方法，實現(xiàn)了將開關(guān)器件的控制問題轉(zhuǎn)化為選擇混雜自

3、動機模型中轉(zhuǎn)換條件的問題。在Matlab中，利用Simulink和Stateflow工具箱對混雜控制算法進(jìn)行實現(xiàn)，輸出電壓波形的仿真結(jié)果很好的表明本文設(shè)計的控制算法是非常高效且實用的。最后，在MSP430的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了對實驗平臺的搭建，并對控制算法設(shè)計的性能進(jìn)行驗證。實驗結(jié)果說明，本研究的控制算法能夠保證在Boost變換器的所有模式下（CCM和DCM）運行的穩(wěn)定性，同時對在系統(tǒng)運行中負(fù)載變化和輸入電壓變化等突變情況具有出色的抑制效果。