基于 Buck 变换器的滑模控制方法研究-论文.pdf

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1、2014年第4期航空兵器2014No．42014年8月AEROWEAPONRYAug．2014基于Buck变换器的滑模控制方法研究李永恒，梁青阳，孙超(空军航空大学，长春130000)摘要：为更快获得比较理想的直流输出电压，优化Buck变换器的动态性能，本文采用滑模控制方法。提出了一种改进型双幂次趋近律，即将双幂次趋近律的符号函数替换为饱和函数，并增加指数项。文章验证了算法的有效性，并给出了系统到达滑模面时间的具体计算。仿真结果表明，采用此种滑模控制策略，克服了系统到达滑模面时间长、抖振大等缺点，进一步提高

2、系统的动态性能。关键词：Buck变换器；滑模控制；改进型双幂次趋近律中图分类号：V37文献标识码：A文章编号：1673—5048(2014)04—0027—04ResearchofSlidingModeControlMethodBasedonBuckConverterLIYong—heng，LIANGQing—yang，SUNChao(AviationUniversityofAirForce，Changchun130000，China)Abstract：ForfastertoobtainidealDCout

3、putvoltageandoptimizeBuckconve~erdynamicperform—ance，thispaperusestheslidingmodecontrolmethod．Amodifieddoubleexponentialreachinglawisproposed，whichreplacessymbolfunctionintosaturatedfunctionandaddsanexponentialtermonthedoubleexponentialreachinglaw．Thevalid

4、ityofthealgorithmisverifiedandamethodforcalculatingthearrivaltimeofthecontrolsystemisgiven．Thesimulationresultsshowthatthiskindofslidingmodecon—trolstrategyovercomestheshortcomingsoflongreachingtimeandbigchattering，anditalsoensuresdy—namicqualityofthesyste

5、m．Keywords：Buckconverter；slidingmodecontrol；modifieddoubleexponentialreachinglaw滑模控制是变结构控制方法的一种，其对内0引言部参数和外部干扰不敏感，具有很好的鲁棒性，动电能的处理和变换是工程设计中的一个重要态响应特性也较为优异，适于Buck变换器。在理环节。作为功率变换装置的Buck变换器己经成为想条件下，由于切换频率无限大，不会产生抖振，一种不可缺少的电能处理单元。在同样的功率等但在现实情况下，抖振则无法避免。抖振可引起级条件

6、下，相对于功率晶体管工作在放大区的线系统的高频振荡，为其在工程实践中的应用提出性调整器而言，Buck变换器具有体积小、重量轻和了极大的挑战。输出电能质量高等特点。但随着功率半导体的技国内外学者针对滑模控制抖振问题提出了很术不断进步，在能源日趋紧张的今天，如何使电能多解决方法。我国已故著名科学家高为炳先生创变换装置效率和输出的电能质量更高，是摆在人立了趋近率方法来减小滑模运动中的抖振问题，们面前的一个重要课题。得到了理想的效果¨J。文献[2]首次提出了采用变速趋近律产生扇形的切换区，并给出了扇形切换收稿日期：

7、2014—03—13区准滑动模态的数学模型。文献[3]将模糊控制与作者简介：李永恒(1990一)，男，吉林梅河口人，硕士研究滑模控制结合，通过模糊规则调节指数趋近律的生．研究方向为电源技术。·28·航空兵器2014年第4期系数，改善滑动模态的动态品质，减小系统的高频选取滑模面函数s(x)=k(一V)+k(，一振动。文献[4]提出了一种双幂次趋近律，利用双，)，系数k，k是增益，，，r分别为电容电压和幂次趋近律系统由任一初始状态出发，收敛速度电感电流参考值。都能够优于指数趋近律和幂次趋近律，大大削弱2改进型双

8、幂次指数趋近律滑模变结构控制的固有抖振。文献[5]在幂次数趋近律和积分趋近律的基础上，设计了幂次数积分趋滑模结构仅仅实现了在状态空间任意点必然在近律及幂次数指数积分趋近律滑模观测器。从仿真有限时间内到达滑模面的要求，但在这段时间内，结果中可以看出，滑模观测器在抑制抖动方面起到对运动点的具体轨迹未作任何规定。在广义滑模的了很好的效果。文献[6]提出了最小投影法切换律条件下，可以按需要规定如表1的四种趋近律。的控制方