DC-DC变换器分数阶PIλ 控制与稳定性分析研究

分数阶PI~λD~μ控制是整数阶PID控制的推广和发展,具有比整数阶PID控制更大的灵活性。然而引入λ和μ后,会对系统的控制性能和稳定范围产生影响。本文以Buck变换器为例,从机理上阐述了分数阶PI~λ控制与传统整数阶PI控制对系统控制性能的影响,分析了分数阶PI~λ控制器中积分阶次λ对Buck变换器稳态性能、动态性能以及对K_p,K_i参数稳定范围的影响。最后通过仿真和实验验证了本文理论分析的正确性。     

基于时延反馈的Boost变换器混沌化控制

时延反馈是一种混沌或混沌化控制的有效方法,本文建立了电流模式控制DC-DC Boost变换器输出电压时延反馈混沌化模型,以非线性微分方程时延反馈混沌化理论为基础,研究了控制策略中不同控制参数对变换器混沌化的影响,并给出了控制参数的选择依据.时延反馈混沌化方法控制范围宽,结构简单且设计过程系统性强.同时,验证了变换器系统的混沌化对EMI的有效抑制,为相关混沌研究的工程应用提供了实现思路.     

基于整数阶PI无源控制的Boost变换器研究

为了解决在负载扰动和系统阻尼变化的条件下,Boost变换器存在电感电流超调量大的问题,采用整数阶PI无源控制策略进一步提高系统的动态稳定性.首先,将整数阶PI控制方法引入到传统的无源控制器,有效地提高了系统的控制性能.其次,采用Cohen-Coon法整定最优整数阶PI控制参数,从而达到降低电流纹波的目的.仿真结果表明,...     

BUCK型开关变换器分数阶PI~λD~μ控制研究

常规的PID控制策略已经很难满足DC-DC开关变换器高精度、高稳定性和快速动态调节特性的要求。分数阶PIλDμ控制器将传统的PID控制器的阶次推广到分数领域,它不但适合于分数阶系统,也适用于整数阶系统,并能够取得一些优于整数阶PID控制器的效果。最后给出了基于ITAE最优和遗传算法的PIλDμ控制器参数整定方法,并应用于Buck型变换器中。实验结果表明该控制器不仅能提高系统的控制品质,而且对系统参数的变化并不敏感,具有更灵活的结构和更强的鲁棒性。     

电压控制型Boost变换器的PID补偿器分析与设计

针对典型的Boost变换器,为使整个电路有更好的动态性能和静态性能,需对控制网络进行补偿设计.以Boost变换器开关管开通和关断状态列写状态方程,建立小信号模型分析控制环路的幅频特性和相频特性,通过定量计算得出PID补偿器的参数,使变换器存在足够的相位裕度和所需穿越频率,保证系统稳定工作,并通过仿真验证了设计的正确性.     

多级脉冲序列控制Boost变换器

针对开关DC-DC变换器的非线性控制问题,提出多级脉冲序列控制方法,并对工作于电感电流断续模式的多级脉冲序列控制Boost变换器进行分析。多级脉冲序列控制策略通过在若干连续开关周期内,产生能量等级不同的控制脉冲信号所组成的脉冲序列,实现对DC-DC变换器功率电路的控制。分析了多级脉冲序列控制的基本原理和工作过程,并对多级脉冲序列控制断续工作模式Boost变换器进行了稳态工作特性分析和稳定性分析。与已有的脉冲序列控制相比,采用多级脉冲序列控制的Boost变换器在具有快速动态响应能力的同时,能够有效减小稳态工作时的输出电压纹波。仿真和实验结果验证了控制策略的可行性以及理论分析的正确性。     

一种新颖的ZCZVS PWM Boost全桥变换器

提出一种新颖的零电流零电压开关：PWM Boost全桥变换器，超前管利用输出滤波电容的能量可以在很宽的负载范围内实现ZCS，滞后管可以在任何负载下实现ZVS。与ZCS PWM Boost全桥变换器相比，所提出的变换器没有电流占空比丢失的问题。该文详细分析该变换器的工作原理，参数设计原则，并通过一个480W的原理样机，验证分析结果。     

电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究

基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点，建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式，得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控制，提出了变换器非线性PID解耦控制策略。研究结果表明，Boost变换器非线性PI解耦控制，比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性，状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦。DC／DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制，其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义。     

一种新型的高升压Boost变换器研究

由于清洁能源的广泛应用,电力电子变换器成为了研究的热点.将高升压比的Boost变换器用于清洁能源发电系统中,需要考虑变换器的升压能力和效率.针对传统变换器的缺点,提出了一种新型的高升压Boost变换器,根据其拓扑结构建立了等效的平均数学模型,推导出了该变换器升压比的计算公式.最后在MATLAB下搭建了仿真电路对所提出的变换器进行验证.理论分析和仿真结果表明了所提出的Boost变换器相比于传统Boost变换器具有高升压、开关器件电压应力低和转换效率高的优点.     

简析Boost-Buck变换器

本文提出一种新型的Boost-Buck变换器,该变换器具有输入输出电流连续、输出电压可调范围大等优点。由于该变换器的输入电流连续,所以适合于功率因数校正电路,且其实现较为简单。该变换器的输出电压可调范围大,可以大于(或小于)输入电压,这就很好地克服了传统Boost变换器输出电压必须大于输入电压的缺点。理论分析、仿真和实验均验证了该变换器的实用性。     

基于修正混杂系统模型的Boost变换器LC参数辨识方法

由于具有高性价比、准确性和数字化等优点,数字孪生已成为电力电子变换器故障趋势判断和预知维护的先进技术。针对当前电力电子变换器所建立的数字孪生模型尚未考虑实际电感、电容的分数阶特性的问题,基于分数阶微积分构建电力电子电路的预估-校正数字孪生模型,应用基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的孪生参数辨识方法对不同分数阶阶次下的电感值(L)和电容值(C)进行辨识,并计算出等效串联电阻。通过与现有方法对比,该方法不仅提高了实际电感和实际电容的辨识精度,还能辨识出不同阶次下与不同C下的分数阶参数。最后,搭建不同L和C及分数阶阶次的连续导通模式Boost变换器物理样机,并考虑不同工况条件与不同辨识次数等因素来进行实验验证。实验结果验证了所提模型与方法的有效性。

     

一种适用Boost变换器的无源无损缓冲电路

介绍一种适用于Boost变换器的无源无损缓冲电路,对电路的结构及工作原理进行了分析,并对相关问题进行了讨论。     

新型Boost ZCT—PWM变换器

本文提出了一种新型Boost ZCT-PWM变换器的拓扑结构和控制方法.实现了所有开关器件的软开关方式。仿真和实验结果证明.变换器的工作状况得到了进一步改善。     

基于离散域采样数据模型的DC/DC变换器等效电路

提出了一种针对数字控制变换器的大信号模型精确建模方法。通过深入分析在不同调制方式下变换器的采样数据模型,提出了基于离散域采样数据模型的等效电路推导方法;同时,给出了等效性判别准则,该准则可用于判别所建立模型的精确性。以采用不同调制方式的同步Boost变换器作为研究算例,通过分析所得采样等效电路模型,成功解释了不同调制方式下变换器稳定性不同的根源,所得理论分析结果和仿真结果保持一致。     

一种新型扩展维持时间前端电压变换器

针对一次AC/DC电源系统中维持时间需求的问题,提出了一种充分利用储能电容的储能作用,扩展维持时间的前端电压变换器.在市电正常时,该电路工作在传统的功率因数校正(PFC)AC/DC模式,当市电断电时,则切换到维持时间DC/DC升压模式.推导出了维持时间模式下的维持时间与电容储能的关系.变换器结构简单,两种工作模式只需要一个控制系统.在一台2300W整流模块电源上的试验结果表明,提出的电路比传统电路能够扩展维持时间达2.5倍,证明电路是正确有效的.     

一种新型的ZVS PWM MR Boost变换器

本文提出了一种基于PWM控制的ZVS Boost变换器,采用开关管的寄生电容作为谐振电容,通过多谐振在开关管开通前将其寄生电容放电,避免了开通时电容放电造成的开通损耗。谐振前对谐振电感放电以避免谐振电流尖峰,并采用无源箝位技术限制谐振电压,使得该变换器具有与传统PWM硬开关变换器相同的电压、电流应力。     

光伏系统最大功率点跟踪控制算法

最大功率点跟踪技术(MPPT)在太阳能光伏发电系统中占有重要地位.针对现有MPPT方法动态性能和稳态性能难以兼顾的不足,提出了一种具有良好动态性能和稳态性能的MPPT方法,该方法通过Boost电路的开路电压的测量及最大功率点电压的非线性计算对最大功率点进行跟踪控制.仿真结果表明,该方法快速跟踪到最大功率点,消弱了最大功...