随着集成电路和智能控制理论的发展,小功率DC-DC开关电源在新能源电动汽车、光伏发电系统、绿色能源系统、LED照明设备等广泛应用。DC-DC变换器是开关电源中实现能量变换的核心部件,Buck-Boost变换器是一类集升压、降压功能于一体的非线性时变系统,运行过程中会产生倍周期分岔、次谐波振荡、准周期振荡等非线性现象,影响变换器的工作质量和性能。同时,Buck-Boost变换器是非最小相位系统,无法避免的负调现象会对系统造成严重损害。针对以上情况,本文提出了变论域模糊PID控制策略来对Buck-Boost变换器进行稳定性补偿,该控制策略在继承了模糊PID控制相应优点的同时利用伸缩因子打破了模糊控制中论域固定的局限。因此,变论域模糊PID控制策略实质上是对模糊PID控制进行了优化,提高了控制系统的自适应能力、稳定性能。本篇文章将从以下几个方面详细介绍应用于Buck-Boost变换器的变论域模糊PID控制策略:首先,介绍了 Buck-Boost变换器的几种分类及非最小相位系统的特点,分析电路的基本工作原理及相关参数的计算方法,根据不同开关状态下的电路结构建立了 Buck-Boost变换器的小信号模型,并分析了目前应用于开关变换器的传统及智能控制策略的优缺点。其次,根据系统的传递函数,结合伯德图和幅相裕度补偿法设计了 PID控制参数;结合实际系统特征合理地设计了模糊化、解模糊化部分以及模糊规则库;分析了变论域模糊控制的结构特征及优化原理,选取适用于被控系统的伸缩因子,从而完成变论域结构部分的设计。再次,基于Simulink仿真环境完成被控系统的PID、模糊PID、变论域模糊PID控制策略的仿真模型搭建,通过实验仿真证明本文提出的方法在抗干扰能力方面、对外部参数发生突变情况时的抑制能力方面以及系统控制精度方面的有效提升。最后,为了进一步地验证变论域模糊PID策略在Buck-Boost变换器控制策略中的优越性,基于STM32G474芯片,搭建实际电路测试平台,通过实验测试结果来证明变论域模糊PID控制系统在响应速度方面,相对于模糊PID控制系统的优化情况。