Boost變換器的大信號(hào)模型及其逆系統(tǒng)解耦控制.pdf

1、隨著新能源分布式直流供電系統(tǒng)的發(fā)展，DC-DC變換器必須適應(yīng)隨機(jī)性和間歇性電能變換的要求，即變換器將長(zhǎng)期處于非平穩(wěn)狀態(tài)，工作點(diǎn)也在不斷的變化之中。因此提高DC-DC變換器對(duì)輸入電壓擾動(dòng)，對(duì)負(fù)載擾動(dòng)等抗干擾能力是保證輸出電壓穩(wěn)定，提高變換器性能的關(guān)鍵。而DC-DC變換器的小信號(hào)建模分析及線性反饋控制因其固有的局限性，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)變換器的穩(wěn)定控制和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的性能。因而，針對(duì)大擾動(dòng)工作條件下DC-DC變換器特點(diǎn)，必須采用大信號(hào)模型建模，充分描

2、述系統(tǒng)的非線性特性;必須解決干擾解耦、電壓環(huán)與電流環(huán)的交叉解耦，以及控制變量和輸出變量的解耦問(wèn)題。
　　本文以Boost變換器為主要研究對(duì)象，建立了非理想Boost變換器在連續(xù)狀態(tài)下的大信號(hào)電路平均建模。在建模的過(guò)程中考慮了電感的寄生電阻和輸出濾波電容的寄生電阻，對(duì)建模過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。并在Boost變換器大信號(hào)模型的基礎(chǔ)上提出了一種新的控制方式—逆系統(tǒng)解耦控制，對(duì)逆系統(tǒng)解耦控制方法進(jìn)行了詳細(xì)的論述，最后分析得出在Boost變

3、換器中通過(guò)逆系統(tǒng)解耦控制的方式可將電壓環(huán)和電流環(huán)之間的關(guān)系給解耦出來(lái)，使它們彼此相互獨(dú)立互不干擾。然后，對(duì)電壓環(huán)和電流環(huán)分別使用ITAE方法設(shè)計(jì)控制器，得出控制電路中最優(yōu)的控制參數(shù)，并用bode圖對(duì)所搭建模型進(jìn)行穩(wěn)定性分析。
　　在MATLAB/simulink中搭建Boost變換器的閉環(huán)系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證整個(gè)Boos變換器逆系統(tǒng)解耦控制建模理論分析的正確性，并與常規(guī)PID控制下的Boost變換器仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果