Buck直流变换器的滑模变结构控制研究

2011-04-13 16:30:33来源: 互联网

滑模变结构控制VSS(Variable-Structure Control System with sliding Modes),是一种非线性理论,对具有不确定动态特性的非线性系统而言,这种控制策略能使系统沿设计的“滑动模态”轨迹运动。该结构具有算法简单、对模型要求低、闭环系统对干扰信号以及控制对象本身的摄动鲁棒性强等特点[1]。近十年来,已得到控制界的广泛关注及实际应用[2]。
    电力电子开关变换器的电路本质是离散、耦合的、动态的非线性系统,现在大部分开关变换器采用线性化的控制技术,控制规律采用PI控制。但PI控制对系统参数变化比较敏感,特别是开关变换器带非线性负载时响应速度慢,波形易发生畸变[3]。随着人们对开关变换器性能的要求逐渐提高,非线性系统的线性控制难以满足要求。而滑模变结构控制对开关变换器非线性具有天然的适用性。因此,本文以Buck变换器为研究对象,利用滑模变结构理论对其进行控制分析。其分析方法也可推广到其他开关变换器中。
1 VSS的基本问题
    要实现VSS,必须满足以下条件[1]:
 
   VSS的动态响应可分为正常运动段和滑模运动段。因此VSS的设计主要包括两方面内容:选择合适的滑模面s(x);寻找合理的控制函数u+(x)和u-(x)。
2 Buck变换器的VSS分析
2.1  Buck变换器的基本拓扑结构

    图1为Buck变换器的拓扑图,根据全控型电力电子器件的导通与否,系统具有两种工作模式,即电感电流连续模式及电流断续模式[4]。本文以电感电流工作在连续模式下,分析其工作过程。假设各电子元器件均为理想器件,取x1=iL,x2=uo,则Buck变换器的状态空间方程为:


 


    本文应用滑模变结构控制方法,对非线性的Buck系统进行控制分析。仿真结果表明,相对于常规线性控制,滑模变结构控制方法具有响应速度快、跟随性能好、抗干扰能力强的特点。文中推导的广义滑模区域条件及等效控制条件对Buck滑模变结构控制提供了一定的理论指导。
参考文献
[1]     王丰尧. 滑模变结构控制[M]. 北京: 机械工程出版社,1998.
[2]     周宇飞, 丘水生, 伍言真. 开关变换器的时变滑模控方法研究[J].电力电子技术, 2000,4(8):22-25.
[3]     张随保. 开关变换器中滑模控制技术研究[D]. 西安:西安理工大学,2008.
[4]     胡跃明. 变结构控制理论与应用[M].北京:科学出版社,2003.
[5]     王兆安,黄俊. 电力电子技术[M]. 北京: 机械工程出版社,2000.

关键字:结构  控制  研究

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0413/article_5447.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
结构
控制
研究

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved