基于FPGA的Boost變換器建模與智能控制方法研究.pdf

1、作為研究開關(guān)電源的基礎(chǔ)，DC/DC開關(guān)變換器的建模分析對開關(guān)電源的分析和設(shè)計具有重要意義。本文針對Boost變換器的建模分析進(jìn)行了深入的研究，有助于開關(guān)電源的性能優(yōu)化和設(shè)計效率的提高。本文在對DC/DC開關(guān)變換器建模方法分析的基礎(chǔ)上，采用了一種基于狀態(tài)空間的非理想基本變換器的電路建模方法。并以Boost變換器為例，針對電感電流連續(xù)和電感電流不連續(xù)兩種狀態(tài)進(jìn)行建模。在建模工具方面，為滿足不同要求，分別使用Matlab和Vissim建立相關(guān)

2、模型；在建模方法方面，為滿足高要求的時域頻域分析，在狀態(tài)空間模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)Boost變換器的等效電路模型，進(jìn)行小信號建模分析，另外，根據(jù)Takagi-Sugeno模糊理論分別建立了兩種電感電流模式下Boost電路的T-S模糊模型。仿真結(jié)果證明了兩種建模方法的正確性。在控制器設(shè)計方面，本文首先介紹了PID控制算法，詳細(xì)闡述了其基本原理，常用的參數(shù)整定方法，并選取臨界靈敏度方法設(shè)計了PI控制器，進(jìn)行閉環(huán)仿真。在深入研究了Takagi-Su

3、geno模糊理論之后，對電感電流連續(xù)和斷續(xù)兩種模式下的Boost變換器分別設(shè)計了相應(yīng)的控制器，仿真結(jié)果表明T-S模糊控制較PI相比，控制性能更好。在深入研究了Boost變換器的PI控制和T-s模糊控制方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一個Boost變換器閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真實驗平臺。針對使用FPGA的控制電路進(jìn)行了設(shè)計，分別介紹了使用VHDL(硬件描述語言)和SG(System Generator)的FPGA程序設(shè)計流程，最后應(yīng)用VHDL和SG相結(jié)合設(shè)計