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《华东理工大学》 2011年
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模糊滑模及通用模型控制在DC/DC变换器控制系统中的应用研究

毛盾  
【摘要】:由于具有体积小、重量轻、发热量小、效率高、性能稳定等优点,开关电源经过近几十年的发展,已经逐步取代了传统的线性电源,在家用电器,电子电器设备等领域得到了广泛的应用。DC/DC变换器是现代高频开关电源最基本的构建,随着开关电源应用领域的扩大,其控制方法的研究成为了当前的热点。因为开关的作用,DC/DC变换器是一个时变、非线性的电路,传统的控制方法是通过建立其状态空间平均模型,根据经典的线性控制理论来进行系统的分析和控制器的设计。近年来,随着控制理论的发展,智能控制,非线性控制以及自适应控制等先进控制技术日益发展成熟,与传统的控制方法相比较,这些先进控制技术有着其独特的优势。本文在DC/DC变换器传统控制策略的基础上,将先进控制技术引入DC/DC变换器的控制策略中,以改善控制效果,提高变换器的性能,并通过仿真证明了本文所用方法的有效性。本文主要做了以下几个方面的工作: 第一,根据DC/DC变换器的典型控制策略,选择Cuk变换器为对象,推导出其状态空间平均模型,建立了电压型及电流型的控制方案,依据经典的控制理论设计了相应的控制器,并对系统的稳定性进行了分析。 第二,在传统控制策略的基础上,研究了DC/DC变换器的模糊控制方法。并且引入滑模变结构控制,将模糊控制与滑模变结构控制相结合,建立了模糊滑模控制方法,提高了系统的动态性能和鲁棒性。 第三,研究了DC/DC变换器的通用模型控制方法,通过RBF神经网络对被控对象的逆模型进行辨识,将辨识得到的逆模型嵌入通用模型控制器中。为了克服对象逆模型的辨识误差,将通用模型控制与自适应控制相结合,提出了通用模型自适应控制方法,取得了良好的控制效果。
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