基于PID型滑模控制的Boost变换器研究

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Boost变换器是一种时变的非线性系统。滑模变结构控制作为一种先进的非线性控制技术,具有动态响应快,鲁棒性强的优点。但是由于滑模控制本身算法复杂,导致电路系统庞大,工程实现复杂,这在一定程度上限制了滑模控制在Boost变换器上的应用。滑模本身存在的稳态误差和抖动现象也限制了其应用。   本文首先回顾了DC-DC变换器的各种控制方法,重点介绍了滑模变结构控制。然后以Boost变换器为例,对滑模变结构控制技术做了深入细致的研究。介绍了Boost变换器在CCM模式下,主电路在开关管开通与关断时,电路所处的两种不同的工作状态。接着介绍了滑模控制的基本原理。通过建立PID型滑模控制器,设计控制器时采用光滑函数消除抖振,将滑模控制量与固定频率的三角波信号进行比较,从而决定开关管的开通与关断。采用频率固定,调占空比的方式,把滑模控制应用到Boost变换器中。利用Matlab/Simulink对这种控制方式进行仿真,验证其理论可行,为后继实验打下理论基础。   最终,以美国微芯科技公司的高性能16位数字信号控制器dsPIC30F4012为控制芯片,对该控制方式进行实验验证。实验取得了预期效果,证明了这种控制方式应用于Boost变换器具有低稳态误差,低抖振,强鲁棒性的特点。
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