基于U模型的Buck变换器控制器设计

为了提高Buck变换器控制系统的设计精度和效率,对Buck变换器非线性建模及控制器的设计进行了研究。结合U模型不损失NARMAX模型非线性特性且易于设计控制器的特点,提出了一个基于输入输出数据的NARMAX建模方法,根据模型的残差,进行了相关性检验以验证模型的有效性。通过将NARMAX模型转化为U模型并基于U模型设计了Buck变换器的极点配置控制器。仿真结果显示,基于U模型的Buck变换器极点配置控制器在调节时间和超调量控制上优于传统的PID控制器。     

基于RBF网络自适应的Buck变换器终端滑模控制

对于Buck变换器系统,考虑到实际应用中负载变动引起系统参数的不确定性,且不确定性上界无法测量的情况,本文拟采用RBF神经网络对不确定性上界进行自适应学习。针对Buck变换器输出电压的控制问题,为了避免普通滑模控制跟踪误差渐进收敛的问题,改善其动态响应速度和稳态性能,本文拟设计一种基于RBF神经网络的上界自适应的终端滑模控制器,并通过Simulink仿真验证这种方法的可行性。     

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SG的Buck变换器自适应反步法控制

针对Buck变换器的非线性特性,考虑在电感电流连续导通模式下的数学模型,采用自适应反步法设计其闭环控制器,同时基于System Generator提出了数字控制器的实现方法,并分析了其负载扰动和电源扰动特性,将仿真结果与PI控制方式相比较,结果表明自适应反步控制的优越性和System Generator设计开发的有效性,为FPGA实现Buck变换器的数字控制器提供了新的设计流程,也为进一步研究其他DC-DC变换器的非线性控制提供了新思路.     

磁流变阻尼器用降压式变换器建模与仿真研究

研究磁变阻尼器性能优化问题,分析了负载为磁流变阻尼器的 Buck 变换器的动态工作过程,为系统实现减振效果,给出了不另加滤波电感的原冈.基于三端 PWM 开关模型法,建立了电流驱动器的小信号平均模型,列出了占空比对输出电压、电感电流的传递函数.根据峰值电流模式下 Buck 变换器的工作原理,分别分析了电流内环和电压外环.同时设计了斜坡补偿电路和电压补偿网络.根据变换器工作原理,在 Saber 中建立了峰值电流模式下 Buck 变换器模型,并进行了仿真研究,仿真结果表明了建模设计方法的正确性性和可行性,这将为磁流变阻尼器电流驱动器设计提供了新思路和方法,也将缩减了电流驱动器电路设计的开发周期.     

基于事件触发的Buck型DC-DC变换器有限时间控制

针对Buck型DC-DC变换器输出电压跟踪控制问题,提出了一种基于事件触发机制的有限时间控制方案。首先,将Buck变换器建模成一类反馈型非线性系统。然后,为能有效地避免通信资源的浪费,通过构造一种状态变换设计了一种事件触发机制;同时,利用反步法,设计了系统的状态反馈控制器,该控制器在事件触发时刻更新;然后,基于所设计的事件触发控制器,利用有限时间Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性,并证明了所设计的控制方案不会发生Zeno现象;最后,通过Buck变换器仿真实例验证了所提出的事件触发控制方案的有效性,仿真结果表明了在所设计的控制方案下,Buck型DC-DC变换器的输出在有限时间内可以达到期望值,同时还能减少通信资源的浪费。     

Buck型变换器输出跟踪的自适应动态规划算法

本文采用自适应动态规划算法研究了Buck型DC–DC变换器系统的输出跟踪问题.首先构造一个误差系统,并定义含跟踪误差和控制代价的性能指标;然后,利用自适应动态规划算法得到Buck型变换器系统的最优控制,使得含有跟踪误差和控制代价的性能指标达到最优.接着,利用该算法研究了网络环境下的Buck型DC–DC变换器系统的输出跟踪问题.该算法避免了代数求解Riccati方程,求解简洁快速.最后,仿真实验验证了该算法的有效性.     

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.     

Buck型变换器自适应有限时间降压控制算法研究

针对负载未知情况下Buck型DC-DC变换器系统, 基于有限时间控制技术和自适应控制技术, 提出了一种新的快速降压控制算法.首先, 基于时间尺度变换, 对系统的平均状态空间方程进行变换; 然后, 利用饱和有限时间控制理论设计出一类新的快速降压控制算法, 以实现输出电压在有限时间内收敛到参考电压.由于控制器设计过程中考虑了饱和约束条件, 使得变换器的占空比函数满足0到1之间的约束条件.对于负载未知情况, 设计了有限时间观测器以估计未知负载, 最终得到自适应式的有限时间控制算法.与PI控制结果进行了仿真对比, 验证了所提出的控制算法既具有快速的调节性能, 又具有较强的抗负载变化性能.     

基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制

对于Buck/Boost变换器,传统的控制器如PID控制器、Ⅲ型误差放大器等存在超调量过大、响应时间过长、鲁棒性不强等问题,为克服这些缺点,提出基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制方案.首先,针对工作在电感电流连续模式(CCM)的Buck/Boost变换器采用状态空间平均法建立平均线性模型;然后设计离散指数趋近律的滑模控制器,并分析了切换参数对系统的影响;最后,为改善控制效果,设计了模糊控制器.仿真结果表明,相对于传统的控制器,指数趋近律的模糊滑模控制器有效地降低了超调量,提高了系统的响应时间,并且对外部干扰的鲁棒性较好.利用所设计的控制算法实现了对50 W高频开关电源样机的良好控制,进一步证明了所提方法的有效性.     

A multivariable MRAC scheme with application to a nonlinear aircraft model

This paper revisits the multivariable model reference adaptive control (MRAC) problem, by studying adaptive state feedback control for output tracking of multi-input multi-output (MIMO) systems. With such a control scheme, the plant-model matching conditions are much less restrictive than those for state tracking, while the controller has a simpler structure than that of an output feedback design. Such a control scheme is useful when the plant-model matching conditions for state tracking cannot be satisfied. A stable adaptive control scheme is developed based on LDS decomposition of the high-frequency gain matrix, which ensures closed-loop stability and asymptotic output tracking. A simulation study of a linearized lateral-directional dynamics model of a realistic nonlinear aircraft system model is conducted to demonstrate the scheme. This linear design based MRAC scheme is subsequently applied to a nonlinear aircraft system, and the results indicate that this linearization-based adaptive scheme can provide acceptable system performance for the nonlinear systems in a neighborhood of an operating point.     

飞机纵向运动模型参考反推自适应PID控制

为克服飞行控制系统设计中传统增益规划方案的缺点,提出一类飞机纵向运动模型参考反推自适应PID控制方案,并给出了该方案的具体设计过程和跟踪性能改善方法．理论分析和数值仿真结果表明．该方案兼具反推自适应控制和PID控制的优点．即：无需知道被控对象的精确数学模型,控制器结构简单,鲁棒性强,在不增大控制增益的前提下具有良好的跟踪性能．     

基于模型参考自适应法无速度传感器直接转矩控制系统的研究

基于模型参考自适应理论,利用异步电机转子磁链的电流电压模型设计无速度传感器异步电机直接转矩控制系统,并对其进行仿真实验研究,结果表明具有一定的可行性。     

降压式DC-DC变换器混沌控制的仿真研究

对PWM型降压式DC—DC变换器的混沌控制机理进行研究，建立了DC—DC变换器的混沌控制法的MATLAB仿真模型，仿真模型是在采样数据法仿真模型的基础上增加了离散时间反馈控制环节，利用离散时间反馈控制法中的参考信号补偿控制，达到控制混沌的目的，通过控制前后的仿真结果比较可以看出，在增加了混沌控制环节之后，获得了满意的控制效果，实现了对不稳定周期-1轨道的稳定，降低了输出电压的纹波幅值，提高了输入电压的工作范围，控制了变换器中的混沌。     

离散时间部分状态反馈模型参考自适应控制

本文针对线性不确定性系统, 给出了部分状态反馈直接模型参考自适应控制设计方案以及详细的系统稳 定性、输出跟踪性能分析. 控制器设计基于降维观测器和参数化方法. 此方案采用反馈控制, 反馈信号不仅仅依赖 全状态信息或者输出信号, 而是任意不超过系统维数的可测信号. 因此, 部分状态反馈控制是包含状态反馈、输出 反馈控制的新的控制方案, 缓解了状态反馈对状态信息的限制, 降低了输出反馈控制结构的复杂性. 通过引入辅助 信号, 本文证明了输出匹配条件的存在性、所有闭环系统信号的有界性以及渐近输出跟踪性能. 仿真结果验证了该 方案的有效性.