【摘 要】
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近年来,宽范围输入直流变换器因重量轻、效率高、体积小和可靠性高被广泛应用。在储能和太阳能发电等场合中,直流变换器的输入电压在较宽范围内频繁变化。此外,宽范围输入直流变换器容易受负载瞬时扰动、电源电压瞬时扰动等影响,导致输出电压波动较大、稳定性较差。因此,研究宽范围输入直流变换器的输出电压控制具有重要意义。为在宽范围输入情况下,提高直流变换器输出电压性能,论文以Boost变换器为研究对象,建立Boo
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近年来,宽范围输入直流变换器因重量轻、效率高、体积小和可靠性高被广泛应用。在储能和太阳能发电等场合中,直流变换器的输入电压在较宽范围内频繁变化。此外,宽范围输入直流变换器容易受负载瞬时扰动、电源电压瞬时扰动等影响,导致输出电压波动较大、稳定性较差。因此,研究宽范围输入直流变换器的输出电压控制具有重要意义。为在宽范围输入情况下,提高直流变换器输出电压性能,论文以Boost变换器为研究对象,建立Boost变换器的模型,设计鲁棒模型预测控制（Robust Model Predictive Control,RMPC）器,通过求解基于线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality,LMI）的鲁棒优化问题得到保证系统稳定的反馈控制器。为提高系统动态响应特性,设计状态观测器并将其嵌入反馈控制中,实现基于状态观测的反馈控制系统。在仿真平台中搭建仿真模型,仿真结果表明鲁棒模型预测控制对抑制外界扰动的鲁棒性更强。为进一步降低外界扰动对输出电压的影响,建立基于Hamilton系统的Boost变换器非线性模型,并对此提出一种鲁棒H∞控制方法,将非线性观测器嵌入到反馈控制中,能够实时跟踪控制系统的状态。通过Lyapunov原理分析所设计控制系统的稳定性,采用LMI优化求解得到鲁棒H∞控制器存在的充分条件。在仿真平台中搭建仿真模型,结果表明所提控制方法能保证控制系统的稳定性与快速动态响应。
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