DC-DC轉(zhuǎn)換器的數(shù)字預(yù)測(cè)電流模式控制策略的研究.pdf

1、DC-DC轉(zhuǎn)換器的數(shù)字控制策略決定了其魯棒性、抗輸入電壓擾動(dòng)能力和抗負(fù)載擾動(dòng)能力，對(duì)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。數(shù)字和模擬DC-DC轉(zhuǎn)換器都可以采用電流模式控制或者電壓模式控制。其中，數(shù)字電流模式控制不同于模擬電流模式控制，這是因?yàn)锳DC不能采樣到連續(xù)的電感電流。盡管如此，數(shù)字電路的高速數(shù)據(jù)處理能力引起了新的控制策略的發(fā)展。人們開始研究不同的控制算法，探索適合DC-DC的數(shù)字電流模式控制策略。
　　本文基于Boost型DC-DC轉(zhuǎn)換器，

2、用狀態(tài)空間平均法推導(dǎo)了其狀態(tài)空間模型、分段仿射模型和Canonical模型。用人工蜂群算法解決了數(shù)字電壓模式控制中的控制參數(shù)整定問題。研宄了數(shù)字無差拍電流模式控制，該控制算法具有運(yùn)算簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，并且可以將電感電流在兩個(gè)開關(guān)周期內(nèi)調(diào)整到參考電流，因此獲得了比模擬電流模式控制更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。研宄了電流觀測(cè)型預(yù)測(cè)電流模式控制策略，用電流觀測(cè)器取代了傳統(tǒng)的電流傳感器，能有效降低轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)成本和功耗?；贓KF的電流觀測(cè)器則可以在進(jìn)行電流觀測(cè)

3、的同時(shí)有效減小轉(zhuǎn)換器中的觀測(cè)白噪聲。
　　仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過人工蜂群算法整定的PID參數(shù)，能夠縮短電壓模式控制50％到80％的調(diào)節(jié)時(shí)間。相比經(jīng)典的電流模式控制策略，預(yù)測(cè)無差拍控制策略在控制電壓向下階躍和向上階躍時(shí)，分別縮短了9.5％和22.5％的調(diào)節(jié)時(shí)間。電流觀測(cè)型預(yù)測(cè)電流模式控制不僅可以觀測(cè)出精確的電感電流，而且相比電壓模式控制，能夠縮短60％的調(diào)節(jié)時(shí)間。擴(kuò)展卡爾曼濾波可以濾除觀測(cè)器中78.9％的電流白噪聲和83.8％的電