无源自适应控制buck-boost变换器研究new

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1、第46巷第l1期电力电亍投木Vo1．斗O．O．112012年11月PowerElectronicsNovember2012无源自适应控制Buck．Boost变换器研究王丙元．冯辉(中国民航大学，地面特种设备研究基地，天津300300)摘要：为获得良好的动、静态性能，在Buck．Boost变换器状态空间平均模型基础上，设计了系统无源控制器，它具有系统响应速度快，输出纹波小的特点，但当输入电源电压出现大幅扰动时，稳态输出存在偏差。针对此问题．提出一种无源自适应控制策略。对采用无源自适应控制策略的Buck—Boost

2、变换器进行仿真，并在输入电压宽范围变化的助航灯光单灯回路上进行了实验。结果表明该变换器在满足静动态性能指标的同时，对宽输入电压扰动具有很强的鲁棒性。关键词：变换器；非线性控制；无源性控制；自适应控制中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)11-O032—04ResearchontheBuck-BoostConverterAdoptingaPassivity-basedAdaptiveControlStrategyWANGBing．yuan．FENGHui(Ground5iPec

3、ialEquo~mentResearchBaseofCivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：Toobtainthegooddynamicstateandsteadystateperformance，apassivity—basedcontrollerisdevelopedonthebasisofthestate-spaceaveragemodelofaBuck—Boostconvener．TheBuck-Boostconvenerw

4、iththepassivity-basedcontrollerhasthefastresponseandsmalloutputripple，buthasdificultyinachievingtheoutputvoltageregu-lationtoadesiredconstantlevelontheconditionofthewideinputvoltage．Aimingatthisproblem，apassivity—basedadaptivecontrolstrategyispresented．TheBu

5、ck—Boostconveneradoptingthepassivity-basedadaptivecontrolstrategyissimulatedandtheexperimentiscarriedontheairfieldlightingpower．Theresultsshowthattheconve~ermeetsin—dexsofthedynamicstateandsteadystateperformance，andhasastrongrobustnesstothedisturbanceofthewi

6、deinputvoltage．Keywords：convener；nonlinearcontrol；passivity-basedcontrol；adaptivecontmlFoundationProject：SupposedbyScienceandTechnologyDevelopmentProjectItemofTianjin(No．06YFGZGX00800)1引言无源自适应控制策略。在该控制策略下，Buck—Boost变换器保留了无源控制自身响应速度快、输DC／DC开关变换器传统控制方式多采用PID出纹

7、波小的优点．同时对输入电源大幅度变化的控制。虽然PID控制的DC／DC变换器结构简单且扰动具有很强的鲁棒性。易于调节，但该变换器是一个强非线性、时变、离此处以机场助航灯光单灯监控电源的数字控散系统，具有非线性和时变不确定性，用常规的制DC／DC变换器为例．通过在输入电源宽范围PID控制器很难达到理想的控制效果，因此采用(6～30V)变化的助航灯光单灯监控电源中的应用先进的非线性控制策略至关重要。文献f1—5]对解实验．验证了无源自适应控制策略的可行性。决负载扰动和降低系统超调关注比较多。较少考虑输入电源大幅度变

8、化对DC／DC变换器产生的2Buck．Boost变换器的无源化设计影响。此处将无源控制方法应用于非线性DC／DC2．1无源性基本理论变换器，在Buck—Boost变换器状态空间平均模型若系统输入为lf(t)，输出为Y()，状态变量基础上，设计了系统无源控制器。针对无源控制在为()，存在连续可微的半正定的存储函数U(x)宽输入电源电压时稳态存在偏差的问题。提出了及正定函数Q()且满足如下