基于反步法的单管正激变换器控制.pdf

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1、《电气自动化}2013年第35卷第2期变流技术Conve~erTechniques基于反步法的单管正激变换器控制王鹏云(宝鸡文理学院。陕西宝鸡721016)摘要：为了提高单管正激变换器非线性系统的控制性能，提出将反步法应用于系统中。首先建立了具有参数严格反馈形式的二阶非线性系统数学模型。对此模型应用反步设计方法时，通过选择跟踪误差和虚拟控制量，并构造适当的李雅普诺夫函数，使电容电压和电感电流状态分量具有适当的渐进特性，实现整个系统在大扰动下的全局渐进稳定性，进而得到反馈控制律的表达式。通过相应的实验验证了方法的有效性和正确性。系统具有良好的静态性能和动态性能，验证

2、了控制策略的正确性和可行性。关键词：正激变换器；反步法；李亚普诺夫函数；渐进稳定性DOI：IO．3969／j·issn．1000—3886．2013．02．007[中图分类号]TM461[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)02—0020—03ControlofForwardConverterbyBack-steppingDesignApproachWANGPeng．yun(BaojiUniversityofArtandSciences，BaojiShaanxi721016，China)Abstract：InordertOimprovethec

3、ontrolperformanceoftheForwardconverter，back—steppingdesignapproachisproposedtoapplytoconvertercontro1．First。thesecondordernonlinearsystemmathematicalmodelswiththeparametersofstrictfeedbackareestablished．Byusingback—steppingdesignapproach，thetrackingerrorandvirtualcontrolvariablearesel

4、ected，andappropriateLyapunovfunctionsaremade．Sothatcapacitorvoltageandinductorcurrentstatevariableshavetheappropriateasymptoticcomponentfeaturesandthewholesystemunderalargedisturbancehasaglobalasymptoticstability．Theexpressionofthefeedbackcontrollawisreduced．Finally，theeffectivenessan

5、dcorectnessofthecontrolmethodareverifiedbycorespondingexperiments．Keywords：forwardconverter；back—steppingdesignapproach；lyapunovfunction；asymptoticstabilityO引言w和二极管VD，组成磁复位电路。开关管Vs及驱动信号如图2所示，其中为开关周期，d为Vs在一个开关周期内占空比，反步法(Backstepping)是Kokotovic教授提出的一种控制系／2GEM为驱动电压额定值。横轴是时间轴，单位是毫秒，纵轴为驱统方

6、法。它的设计思想是：针对满足严格反馈控制结构的系统，动电压信号，单位为伏特。通过反向递推设计，用系统化的方法同时构造Lyapunov函数和VDI且镇定控制器。基于反步法的控制器设计方法，其基本思路是将复杂的系统分解成不超过系统阶数的子系统，然后通过反向递推设／'／in计为每个子系统设计部分Lyapunov函数和中间虚拟控制量，直至完成整个控制器的设计。反步设计方法既适用于线性系统也适用于非线性系统，对带有参数严格反馈形式的非线性系统尤为有效。因此它在非线性控制领域得到了广泛应用⋯。图1单管正激变换器电路拓扑被广泛应用的单管正激变换器是一类典型的开关非线性系统，为了

7、提高其静态性能和动态性能，本文将Backstepping应用于变换器系统中。首先根据其工作原理建立了参数严格反馈O形式的二阶非线性系统数学模型，对建立的非线性系统模型，采]厂一用反步法设计全局渐进稳定的控制器，使每个状态分量具有适当的渐进特性，从而实现整个系统在大扰动下的全局渐进稳定性。图2开关管及驱动信号图依据得到的反馈控制律组建闭环控制系统，验证了此控制方案的设电路工作在输出电感电流连续模式下，根据其工作原理，正确性。在0

8、变压器绕组