buck变换器非线性控制方法的研究

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1、ADissertationfortheDegreeofM．EngResearchofNonlinearContr01MethodsforBUCKConverterCandidate：YinHuiSupervisor：Prof．YangQingiiangSpeciality：ControlTheoryandControlEngineeringHeilongiiangInstituteofScienceandTechnologyHarbin，P．R．China，150027June2010拳●-黑龙江科技学院学位

2、论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得黑龙江科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：翌至蒸L日期：型鲤：冱12黑龙江科技学院学位论文使用授权声明黑龙江科技学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、

3、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权黑龙江科技学院研究生处办理。毒^黑龙江科技学院硕士学位论文摘要近几年来，由于DC—DC变换器在各个领域中的应用越来越广泛，传统的线性反馈控制等常规控制方法己无法满足系统的高性能指标，将非线性控制方法应用在DC．DC变换器中己成为发展趋势。本文以BUCK变换器为例，旨在寻求先进的非线性控制方法来对DC—DC变换器的控制器进行设计

4、来改善变换器在输入和负载扰动时的动态性能和鲁棒性。本文首先回顾了DC．DC变换器的各种建模方法，介绍了状态空间平均法和电路平均法二种主要建模方法的具体原理和应用范围，为以后各章节中的非线性控制策略的运用提供了简单、实用的数学模型。在了解DC．DC变换器的建模方法的基础上，本文重点介绍了应用于DC．DC变换器的两种非线性控制方法用以改善变换器在输入和负载扰动的动态性和鲁棒性。首先介绍了滑模变结构控制的基本理论知识及其在开关变换器中应用的研究动态，通过对国内外相关研究的分析，总结出了目前滑模变结构控制在开关变换器

5、的应用中存在的若干问题。针对传统滑模变结构控制的切换频率不固定问题，引用了一种基于PWM调制的具有固定切换频率的新型滑模变结构控制方法，通过此方法有效地降低了切换频率和简化前端和后级滤波电路的设计。其次，在对传统PID控制优缺点进行分析的基础上，介绍了由韩京清研究员及其团队创立的自抗扰控制方法，这种新的非线性控制方法不依赖于对象模型，将被控对象中的内部动态和外部干扰综合为系统所受的未知干扰，通过设计扩张状态观测器对其进行总体的实时估计，并在反馈中合理引用非线性特性来提高系统的鲁棒能力，最后仿真结果表明利用自抗

6、扰控制方案可以改善动态性能，同时有效地改善了变换器在输入和负载变化时的适应性和鲁棒性。关键词：BUCK变换器；滑模变结构控制；自抗扰控制；鲁棒性I●黑龙江科技学院硕士学位论文AbstractInrecentyears．DC．DCconvertersareusedinvariousfieldsmoreandmorewidely．TraditionallinearfeedbackcontrolandothermethodsCall’tmeetthehighperformancesforthetargets．Non

7、linearcontrolmethodsusedinDC．DCconvertershasbecomeatrend．AcentralpurposeofthisdissertationistofindandresearchadvancednonlinearcontrolmethodsusedforBUCKconverters．ThispaperfirstreviewsavarietyofmodelingmethodsintheDC—DCconverters．Specificprinciplesandapplica

8、tionsofState—spaceAveragingMethodandCircuitAveragingMethodarediscussedandresearchedasakeycontent．Italsoprovidessimpleandpracticalmathematicalmodelsfortheuseofnonlinearcontrolstrategiesinthesubsequentch