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基于DSP的DC-DC变换器模糊控制器设计与实现

孔凡燕  
【摘要】: 随着信息技术产业的不断发展,开关电源以其体积小,转换效率高而得到广泛应用,同时对开关电源性能要求越来越高。传统的建模方法、控制方法已经很难满足现代开关电源的要求,利用模拟电路来实现开关电源控制的局限性也越来越明显,所以简单可靠、高效数字化控制已经成为开关电源发展的方向之一。 首先,本文深入研究了DC-DC变换器的基本拓扑结构及其主要参数计算方法;详细讨论了开关电源中典型DC-DC变换拓扑的常用建模方法及研究现状;对DC-DC变换器控制策略和控制技术的研究现状进行了综述和总结。 其次,在MATLAB/Simlink环境下建立Buck变换器和Boost变换器的PLECS模型,并以Boost变换器为控制对象采用双闭环电流型控制结构,外环为电压环,采用简单模糊控制器与积分环节构造其复合控制器;内环为电流环,采用PI控制器,输出为开关器件控制脉冲信号的占空比。以Buck变换器为控制对象设计了T-S模糊控制器,对模糊控制及PI控制分别进行了仿真分析,结果表明模糊控制策略能有效改善DC-DC变换器动态性能,且具有较好的静态性能。 最后,以Buck变换器为控制对象,以TI公司的TMS320LF240 DSP作为处理器设计了一台小型数字化控制系统实验平台。在构建的实验平台上,对设计的模糊控制器进行了实验研究,实验结果证明了控制算法的可行性、有效性。设计的控制系统具有结构简单、可靠性高、动静态性高等优点。


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