摘 要:针对常见的BUCK电路滑模控制方案中存在的负载突变产生的干扰问题,设计一种新的自适应滑模控制器。通过观测BUCK电路中负载电阻的变化,自适应的修改控制参数以获得良好的动态性能和稳定性。通过实验仿真证明该方法在负载电阻变化时,能有效减小系统状态误差和提高系统稳定性。
关键词:Buck变换器;滑模变结构控制;自适应;滞后调制
众所周知,滑模控制器是一种非线性控制,具有对系统参数干扰的强鲁棒性及算法简单等特点而被广泛的应用于控制领域[1]-[3]。滑模变结构
控制与常规控制的根本区别在于控制的不连续性,即一种使系统”结构”随时变化的开关特性[4]-[5]。
BUCK电路是典型的开关电路,根据电路的开关元件IGBT的作用整个电路工作在通、断两个工作状态,在一个工作周期中通过改变电路通、断两个状态的时间比例来达到降压的目的,具有强非线性特点。因而滑模控制器被广泛应用于BUCK控制电路中。文献[6]将传统的PI控制,滑模控制和模糊控制在BUCK中应用的优缺点做了比较。然而普通滑模控制BUCK电路经常遭到负载变化而引起的干扰,恶化了系统的响应特性。文献[7]使用了一种状态跟踪的方法来构造滑模函数,能够跟随参考电压的变化而修改滑模函数。本文通过动态的观测负载的变化,并根据负载的变化实时修改滑模系数,有效的提高了系统的抗干扰性。工作在连续导电模式下的Buck变换器可以等效成两种线性电路在开关控制下的高速切换,电路结构。
本文将传统滑模控制方法与自适应相结合应用于BUCK电路中,解决了负载电阻变化给系统带来的干扰问题。但由于在系统中增加了对电容电流及负载电流的采集,复杂了电路,增加了工程应用成本。文献[10]理论上提出了一种通过输出电压和开关位置来重构电感电流的方法。但具体的实现方法还有待进一步研究。
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