基于平均电流模式的同步Buck数字电源设计研究

高效率、高开关频率和数字控制是近年来开关电源领域的研究热点。探讨了基于平均电流模式的同步Buck数字电源设计策略,结合理论分析和Matlab/Simulink软件仿真,分析了同步Buck的环路设计条件,详细阐述了两种电压电流双闭环PI补偿器的设计方法,并提出了一种基于电流环简化的电压环设计方法。使用高性能主流MCU芯片STM32G474作为控制核心,利用高分辨率PWM技术实现200 kHz的开关频率,以中断事件触发和状态机运行思想来构建系统软件的架构。仿真和实验结果表明系统具有效率高、动态响应快和鲁棒性强等特点,为数字电源的通用化设计提供了参考。     

基于模糊平均电流控制的电池电源控制器研究

针对电池电源逆变系统中的直流一直流变换器,提出了采用模糊控制和平均电流控制相结合的方法(称为模糊平均电流控制法)进行控制,并且使用了比常见的小信号平均分析法更为精确的大信号模型对系统进行建模分析.文章在系统模型的建立、控制方案的设计、参数整定等方面都做了详细的说明.针对一个电池电源系统实例,使用Matlab搭建平台和控制系统进行仿真分析.这种控制算法具有响应迅速,抗扰动能力强的优点,在仿真结果中也得到了证明.     

DC/DC变换器平均电流自动均流并联控制的研究

采用三环控制策略,其中电流环为内环,电压环和均流环并行为外环,且反馈量是输出电流与输出电压,可将功率电路视为黑匣子,方便了各模块样机的并联;最后以并联Buck变换器为研究对象,设计了各环补偿网络,且对系统进行了稳定性分析。仿真结果表明,系统的动态响应与稳定性均达到要求,抗干扰能力强,且均流效果良好。     

负载点转换器的数字电源控制

数字控制方法具有许多应用潜力，利用它来代替传统模拟控制技术的想法对于那些必须在其电路板上控制多个电源电压的设计人员而言颇具吸引力。本文介绍了一些最近即将面市的新型控制器，并说明它们在负载点应用中的一些优势和易用性。     

电流型控制模式的斜坡补偿

在传统的电压形式的调控之下， PWM控制器又新添了一个电流反馈环路，该种控制器是由电流模式控制的，添加了新的东西以后动能性明显有了很大的提高，这种模式，已经成为PWM 控制器的首先款式。     

PWM逆变器供电的同步电动机矢量控制电流控制环的研究和设计

深入地分析了影响ＰＷＭ逆变器供电的同步电动机矢量控制电流控制环动态特性的主要因素,拽出同步电动机反电动势是其中最重要的干扰因素,而通常彩的ＰＩ电流调节器因工作频带的限制无法在转高转速时抑制反电动热的影响,但利用ＰＷＭ逆变器过调制控制的非线性特性将有助于电流控制环动态性能的提高。     

永磁同步电动机高动态响应电流控制

永磁同步电动机系统广泛采用矢量控制策略实现转矩控制,电流控制环是其核心部分.电流环一般采用PI型控制,但PI型电流控制动态响应动态特性受到制约,参数整定必须在超调量及响应时间等指标之间折衷选择.为了改进PI型电流控制的动态响应性能,在输入误差较大时,采用滑模变结构控制,输入误差较小时,切换到PI型电流控制.结合滑模变结构和PI型电流控制,可以充分利用滑模变结构控制动态响应快,以及PI型电流控制无稳态误差的特点,并能解决滑模变结构控制的抖颤问题.实验结果表明该电流控制方法响应时间短而且超调量小,同时获得良好的动态响应和控制精度.     

基于电流模式的Buck变换器的模糊控制

针对Buck变换器采用比常用的小信号建模方法更为精确的大信号建模方法对系统进行分析,进而提出一种基于电流模式的模糊控制方法.该方法将模糊控制方法与电流控制方法相结合来构造双闭环控制系统,并对所采用的模糊控制器进行非线性小信号分析.在系统中将电感电流引入电流环,同时将模糊器与积分器的并联作为电压环.该方法与传统控制方法进行仿真比较,仿真结果表明,所提出的方法十分有效,能极大的提高系统的动、静态性能.     

基于电流模式的Buck变换器的模糊控制

针对Buck变换器采用比常用的小信号建模方法更为精确的大信号建模方法对系统进行分析,进而提出一种基于电流模式的模糊控制方法。该方法将模糊控制方法与电流控制方法相结合来构造双闭环控制系统,并对所采用的模糊控制器进行非线性小信号分析。在系统中将电感电流引入电流环,同时将模糊器与积分器的并联作为电压环。该方法与传统控制方法进行仿真比较,仿真结果表明,所提出的方法十分有效,能极大的提高系统的动、静态性能．     

基于电流补偿电流镜的改进型电流控制电流传输器

提出了一种基于新型电流补偿电流镜的改进型CMOS电流控制电流传输器,电路由电流补偿电流镜和跨导线性环构成。相对于以往提出的电流控制电流传输器,该电路具有更高的电流跟随精度以及Z端输出阻抗。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺参数,在±1.2 V的供电电源条件下,用Spectre对电路进行仿真。结果表明:在50μA的偏置电流下,电流的跟随精度为1.004,-3 d B带宽为200 MHz,Z端阻抗为2 MΩ。经验证,该电路可用于设计可调谐连续时间电流模式滤波器。     

Non-linear adaptive sliding mode switching control with average dwell-time

In this article, an adaptive integral sliding mode control scheme is addressed for switched non-linear systems in the presence of model uncertainties and external disturbances. The control law includes two parts: a slide mode controller for the reduced model of the plant and a compensation controller to deal with the non-linear systems with parameter uncertainties. The adaptive updated laws have been derived from the switched multiple Lyapunov function method, also an admissible switching signal with average dwell-time technique is given. The simplicity of the proposed control scheme facilitates its implementation and the overall control scheme guarantees the global asymptotic stability in the Lyapunov sense such that the sliding surface of the control system is well reached. Simulation results are presented to demonstrate the effectiveness and the feasibility of the proposed approach.     

Buck直流变换器的滑模变结构控制研究

研究了Buck滑模变结构控制系统的滑模面函数和控制函数,分析了系统具有最大广义滑模区域及理想稳态输出特性的等效控制条件。使用PSIM仿真软件对Buck滑模变结构控制系统进行仿真研究,并与常规线性控制进行比较。仿真结果表明,滑模变结构控制在快速性和抗干扰性均优于常规线性控制。     

基于载波频率的高频电流传感器均流控制系统设计

为使支路电流与总电流之间的数值配比关系始终低于额定极值标准,从而避免高频传感器元件出现电流占空输出的表现情况,设计基于载波频率的高频电流传感器均流控制系统。在IGBT驱动电路的支持下,按需连接电容变压器、均流电感元件、滤波电流传感器三类硬件应用设备,再根据DSP控制单元中支路电流的输出水平,确定电量变换器设备所处的实时连接位置,完成高频电流传感器均流控制系统的开发与实现。根据电流循环谱的特征条件,计算一阶载波指标、二阶载波指标的计算数值,联合已知的载波系数参量,确定当前情况下的电流频率协方差标准,实现基于载波频率的电流传输行为估计,匹配各级软、硬件执行条件,完成高频电流传感器均流控制系统的设计。实验结果表明,随着基于载波频率的均流控制系统的应用,支路电流与总电流之间的配比系数极大值始终不会超过额定极值条件,能够较好抑制高频传感器元件出现电流占空输出的情况,符合实际应用需求。     

网络控制系统的模型依赖平均驻留时间调度与控制

针对具有随机短时延的资源受限网络控制系统,提出了一种新的模型依赖平均驻留时间的调度策略与反馈控制联合设计方法.该调度策略由模型依赖平均驻留时间和动态试一次就丢弃(try-once-discard,TOD)调度策略共同决定,将系统建模成带有参数不确定性的离散切换系统,基于多Lyapunov函数方法及线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)技术,给出了使闭环系统指数稳定的控制器设计和TOD调度策略下的各模态平均驻留时间条件.该联合设计方法降低了保守性,在一定程度上减少了系统模态之间的切换频率.最后通过仿真验证所提方法的有效性.     

基于LabVIEW的电涡流检测二维连续同步扫查系统设计

基于涡流法利用电机驱动的位移台或扫查架对大尺寸构件进行平面扫查时,由于电机连续运行有加速匀速减速三个阶段,电机运行和数据采集时钟不一致,造成采样点与空间实际位置不匹配,因此本文提出一种基于LabVIEW的涡流检测二维连续同步扫查系统,提高系统检测效率以及准确性。通过对电机加速运动和减速运动编码器脉冲与采集卡晶振时钟脉冲进行对比分析,并分别将编码器脉冲与晶振时钟脉冲作为数据采集卡采集数据的触发时钟进行实验验证。结果表明,采用晶振时钟脉冲作为采集数据的触发时钟时,成像的裂纹位置与实际裂纹位置有一个明显的偏移。采用编码器脉冲作为采集数据的触发时钟时,成像的裂纹位置与实际裂纹位置基本一致,从而验证了该系统的可靠性以及在工程运用中的可行性。     

基于电流偏差的永磁同步电机滑模电流解耦控制

永磁同步电机(PMSM)矢量控制的目标是使PMSM表现优良的动态性能和稳态性能, 为解决同步旋转坐标 下dq轴电流存在耦合, 同时传统解耦方法在电感参数失配时解耦效果不佳的问题, 提出一种基于电流偏差的永磁 同步电机滑模电流解耦控制方法. 该方法在电流偏差解耦控制电机模型的基础上, 保证系统的良好的动态性能, 并 充分利用偏差解耦结构的灵活性, 引入新的Z控制函数, 设计滑模控制律, 使其运动在滑模阶段, 并且呈非线性光滑 特性, 以保证系统滑动模态, 抑制抖振, 从而实现dq轴电流较好的解耦效果, 同时提高系统在整个运动过程中因参数 摄动和外在扰动的鲁棒性, 保证系统的动态性能. 通过对传统解耦方法和新方法的仿真和实验对比分析, 验证所提 方法的可行性和有效性.     

Buck型变换器非奇异固定时间滑模控制

针对存在参数不确定性的Buck变换器系统,提出一种非奇异固定时间滑模控制方法。首先,设计非奇异固定时间滑模面,并基于该滑模面设计固定时间控制器,保证系统输出电压误差在固定时间内收敛到平衡点的邻域内,且其收敛时间上界与系统初始状态无关。其次,设计自适应律估计系统不确定干扰上界,有效抑制不确定干扰对系统的影响,该方法无需干扰上界的先验知识。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于模糊控制的锂电池恒流放电系统

针对锂电池恒流放电控制系统的大惯性、非线性和大滞后性等问题,设计了一种基于模糊控制算法的自动控制系统。该系统以单片机Mega128作为主控芯片,运用PWM脉宽调制技术对锂电池的放电电流进行控制。实验证明,该系统可以迅速响应电流变化,且运行稳定可靠,可广泛地应用于各类锂电池的生产和容量检测场合。     

Economic design of autoregressive moving average control chart using genetic algorithms

When designing control charts, it is usually assumed that the observations from the process at different time points are independent. However, this assumption may not be true for some production processes, e.g., the continuous chemical processes. The presence of autocorrelation in the process data can result in significant effect on the statistical performance of control charts. Jiang, Tsui, and Woodall (2000) developed a control chart, called the autoregressive moving average (ARMA) control chart, which has been shown suitable for monitoring a series of autocorrelated data. In the present paper, we develop the economic design of ARMA control chart to determine the optimal values of the test and chart parameters of the chart such that the expected total cost per hour is minimized. An illustrative example is provided and the genetic algorithm is applied to obtain the optimal solution of the economic design. A sensitivity analysis shows that the expected total cost associated with the control chart operation is positively affected by the occurrence frequency of the assignable cause, the time required to discover the assignable cause or to correct the process, and the quality cost per hour while producing in control or out of control, and is negatively influenced by the shift magnitude in process mean.