基于狀態(tài)反饋精確線性化的BUCK變換器非線性最優(yōu)控制研究.pdf

1、開關(guān)電源以其獨(dú)有的工作特點(diǎn)：效率高、占用空間小、重量輕等的這些優(yōu)勢(shì)，在航空航天、通信、計(jì)算機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。開關(guān)變換器是開關(guān)電源的核心，因此對(duì)開關(guān)變換器的研究一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[1]，其中開關(guān)電源變換器的建模和控制方法的研究是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。從開關(guān)電源變換器的工作特點(diǎn)分析，開關(guān)電源變換器具有很強(qiáng)時(shí)變非線性特性[2]，若是用以前的線性控制方法對(duì)開關(guān)電源分析控制是難以保證開關(guān)電源所有工作點(diǎn)都能處在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，即很難達(dá)

2、到系統(tǒng)的全局穩(wěn)定。
　　因此，本文研究了對(duì)buck型變換器的建模方法。文章通過定義開關(guān)變換器的占空比D為控制輸入控制變量；同時(shí)通過定義開關(guān)變換器通斷的脈沖函數(shù)u(t)，引入脈沖模型積分法對(duì)系統(tǒng)建模。分析研究表明，該建模方法保留其系統(tǒng)的非線性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了這種建模方法的正確性和可行性。
　　文章以脈沖積分法建立的buck型變換器系統(tǒng)模型為研究對(duì)象。通過引入李導(dǎo)數(shù)精確線性化理論基礎(chǔ)，對(duì)該buck型變換器系統(tǒng)模型進(jìn)行精確線性化分

3、析，為對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行精確線性化處理提供進(jìn)一步依據(jù)和論證。最后通過以上理論支撐，通過李導(dǎo)數(shù)線性化理論將原系統(tǒng)處理得到系統(tǒng)的精確線性化模型。
　　文章以buck型變換器系統(tǒng)的精確線性化系統(tǒng)為研究基礎(chǔ)，通過引入二次型性能指標(biāo)和無(wú)源性理論，提出了一種二次性能指標(biāo)，并構(gòu)造了一種無(wú)源性能量函數(shù)，從而推導(dǎo)出加權(quán)矩陣Q；然后再利用二次型最優(yōu)控制理論推導(dǎo)出系統(tǒng)的非線性最優(yōu)控制律，得到系統(tǒng)的最優(yōu)控制算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種控制算法在Buck型變換器中具有