基于Buck变换器的抗干扰控制方法研究
发布时间：2025-05-12 21:03
随着电力电子技术的快速发展,直流变换器在各个领域内的应用不断增大,相应地对直流变换器的性能要求也会越来越高。因此提升直流变换器的性能,得到高品质的输出波形,已成为研究直流变换器所追求的目标。直流变换器输出波形的质量主要从三个方面进行考虑:一是动态性能,二是稳态精度,三是抗干扰能力。为了达到期望的控制效果,非线性控制理论的研究成为了直流变换器控制研究领域的一个重要方向。以Buck变换器作为控制算法研究对象。主要工作包括:在系统建模时,Buck变换器中的电阻、电感、电容等系统参数可能会外界不确定因素的影响而发生变化,将这些参数的变化看做为一个集中扰动量,而这个集中扰动又可根据是否和控制信号在一个通道中分为非匹配扰动与匹配扰动。对于非匹配扰动,若只通过滑模控制方法并不能解决问题,因此,本文设计了基于观测器的滑模复合控制方法。通过观测器对扰动量进行估计并直接进行前馈补偿,抵消扰动量对最终输出电压的影响,从而提高Buck变换器系统的鲁棒性与抗干扰性。针对基于传统观测器的滑模控制方法在快速响应性方面的不足,提出了有限时间精确观测器,并设计了相对应的非奇异终端滑模控制器,保证了控制器不会出现奇异值的问...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 Buck变换器控制算法研究现状
1.2.1 模糊控制策略
1.2.2 自适应控制策略
1.2.3 反步控制策略
1.2.4 滑模控制策略
1.3 Buck变换器的抗干扰控制研究现状
1.3.1 扩张状态观测器
1.3.2 扰动观测器
1.3.3 广义比例积分观测器
1.4 主要研究工作和组织结构
第二章 Buck变换器基本原理及建模
2.1 前言
2.2 Buck变换器工作原理
2.2.1 Buck变换器电路结构和原理分析
2.2.2 Buck变换器电感电流连续模式(CCM)
2.2.3 Buck变换器的电感电流断续模式(DCM)
2.3 Buck变换器的系统建模
2.3.1 Buck变换器的平均状态模型
2.3.2 Buck变换器带有非匹配扰动的状态模型
2.4 本章小结
第三章 基于未知输入观测器的Buck变换器滑模控制
3.1 前言
3.2 线性滑模控制
3.3 未知输入观测器
3.3.1 未知输入观测器设计
3.3.2 稳定性分析
3.4 基于未知输入观测器的Buck变换器滑模控制器设计
3.4.1 滑模控制器设计
3.4.2 稳定性分析
3.5 数值仿真与结果分析
3.5.1 系统参数设置
3.5.2 仿真结果分析
3.6 本章小结
第四章 基于有限时间精确观测器的Buck变换器非奇异终端滑模控制
4.1 前言
4.2 非奇异终端滑模控制
4.3 有限时间精确观测器
4.3.1 有限时间精确观测器设计
4.3.2 稳定性分析
4.4 基于有限时间精确观测器的Buck变换器非奇异终端滑模控制器设计
4.4.1 非奇异终端滑模控制器设计
4.4.2 稳定性分析
4.5 数值仿真与结果分析
4.5.1 系统参数设置
4.5.2 仿真结果分析
4.6 本章小结
第五章 基于DSP的 Buck变换器控制算法实验验证
5.1 Buck变换器实验平台的搭建及其原理图
5.2 系统硬件电路设计
5.2.1 主回路设计
5.2.2 电压电流检测回路设计
5.2.3 功率开关管驱动电路设计
5.2.4 半桥驱动电路设计
5.2.5 控制回路设计
5.3 基于DSP的软件系统设计
5.3.1 TMS320F28335 的软件设计
5.3.2 控制算法程序实现
5.4 实验结果与分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简历
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
3 参与的科研项目及获奖情况
4 发明专利
学位论文数据集
本文编号：4045221
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 Buck变换器控制算法研究现状
1.2.1 模糊控制策略
1.2.2 自适应控制策略
1.2.3 反步控制策略
1.2.4 滑模控制策略
1.3 Buck变换器的抗干扰控制研究现状
1.3.1 扩张状态观测器
1.3.2 扰动观测器
1.3.3 广义比例积分观测器
1.4 主要研究工作和组织结构
第二章 Buck变换器基本原理及建模
2.1 前言
2.2 Buck变换器工作原理
2.2.1 Buck变换器电路结构和原理分析
2.2.2 Buck变换器电感电流连续模式(CCM)
2.2.3 Buck变换器的电感电流断续模式(DCM)
2.3 Buck变换器的系统建模
2.3.1 Buck变换器的平均状态模型
2.3.2 Buck变换器带有非匹配扰动的状态模型
2.4 本章小结
第三章 基于未知输入观测器的Buck变换器滑模控制
3.1 前言
3.2 线性滑模控制
3.3 未知输入观测器
3.3.1 未知输入观测器设计
3.3.2 稳定性分析
3.4 基于未知输入观测器的Buck变换器滑模控制器设计
3.4.1 滑模控制器设计
3.4.2 稳定性分析
3.5 数值仿真与结果分析
3.5.1 系统参数设置
3.5.2 仿真结果分析
3.6 本章小结
第四章 基于有限时间精确观测器的Buck变换器非奇异终端滑模控制
4.1 前言
4.2 非奇异终端滑模控制
4.3 有限时间精确观测器
4.3.1 有限时间精确观测器设计
4.3.2 稳定性分析
4.4 基于有限时间精确观测器的Buck变换器非奇异终端滑模控制器设计
4.4.1 非奇异终端滑模控制器设计
4.4.2 稳定性分析
4.5 数值仿真与结果分析
4.5.1 系统参数设置
4.5.2 仿真结果分析
4.6 本章小结
第五章 基于DSP的 Buck变换器控制算法实验验证
5.1 Buck变换器实验平台的搭建及其原理图
5.2 系统硬件电路设计
5.2.1 主回路设计
5.2.2 电压电流检测回路设计
5.2.3 功率开关管驱动电路设计
5.2.4 半桥驱动电路设计
5.2.5 控制回路设计
5.3 基于DSP的软件系统设计
5.3.1 TMS320F28335 的软件设计
5.3.2 控制算法程序实现
5.4 实验结果与分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简历
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
3 参与的科研项目及获奖情况
4 发明专利
学位论文数据集
本文编号：4045221
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