基于离散滑模控制的直流—直流变换器研究

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1、中图分类号：UDC分类号：基于离散滑模控制的直流-直流变换器研究作者姓名阿提克学院名称自动化学院指导教师金锋答辩委员会主席王渝申请学位工学硕士学科专业控制科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月Discrete-TimeSlidingModeControlforDC-DCBuckConverterMuhammadAttiqueQamarJanuary,2016Discrete-TimeSlidingModeControlforDC-DCBuckConverterCandidateName:MuhammadAttiqueQamarStudentNumber

2、:2820130058SchoolorDepartment:SchoolofAutomationFacultyMentor:Prof.JinFengChair,ThesisCommittee:Prof.WangYuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ControlScience&EngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyDateofDefense:Jan,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别

3、标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要直流-直流变换器广泛地应用于各种设备，如蜂窝电话、个人计算机、办公设备、电源、充电器、直流驱动器和电信设备。设计对参数变化具有鲁棒性、能提高转换效率、减少外部干扰且电磁性能较好的直流-直流变换器具有极大的挑战。不同的转换器将直流电压转换成不同的等级。升压转换器对输入电压进行升压，降压变换器将输入电压进

4、行降压输出。本文将滑模控制器应用于降压变换器的设计中，并根据不同的输入和扰动进行了实验分析。滑模控制是用于稳定动力系统的非线性控制技术。这种控制技术是一种在时域上不连续的控制方法。这种控制方法的主要作用在于使系统的运行轨迹与滑模面保持一致，并在一定时间内保持稳定。难点在于如何定义这个表面模型，使运行轨迹能够到达滑模面且保持稳定。本文提出了三种用于直流-直流降压变换器的滑模控制技术：第一种是基于连续时间系统的连续滑模控制器，第二种是用于离散化仿真的连续时间控制器，第三种是首先获得连续时间系统的近似离散时间等价系统模型，再为该模型设计离散时间控制器。为了获得近似的离散等价模型，

5、本文使用了欧拉前向差分方法。滑模控制技术对于参数的不确定性和外部干扰具有鲁棒性，该技术容易受到抖振效应的影响，这种影响可以通过使用饱和函数替代符号函数进行消除，但鲁棒性能会有所下降。本文设计的离散滑模控制器在满足鲁棒性要求的同时可以消除抖振效应。本文采用Matlab/Simulink对所设计的降压变换器进行仿真实验，并对三种控制方法的仿真实验结果进行比较分析，证明了这些控制方法的有效性。关键字：离散滑模控制；近似离散等价模型；直流-直流降压变换器I北京理工大学硕士学位论文AbstractDC-DCconvertersarewidelybeingusedinvariousel

6、ectronicsapplicationssuchascellularphones,personalcomputers,officeequipment,powersupplies,chargers,dcdrivesandtelecommunicationequipment.ForDC-DCconvertersitisreallyachallengingtasktodesignsuchcontroltechniquethatshouldberobusttoparametricvariations,improvetheefficiencyofconverter,lessenth

7、eeffectsofexternaldisturbances,andminimizetheeffectsofelectromagneticinterference.DifferentconvertersareusedtoconverttheDCvoltagestodifferentlevels.BoostconverterisusedtoobtainahighDCvoltageascomparedtoinputvoltageandbuckconverterisusedtoobtainalowDCvoltageasc