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《西南交通大学》 2010年
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全局滑模控制Buck变换器研究

倪雨  
【摘要】: 滑模控制系统具有卓越的鲁棒性和动态特性,特别适合于具有变结构特性的开关变换器的控制。但传统滑模控制开关变换器属于控制量(占空比)受限的滑模控制系统,滑模区域的大小与开关变换器的电路参数和滑模系数有关:滑模区与滑模系数大小成反比,而滑动模态品质却与滑模系数成正比,从而使得鲁棒性和动态速度成为一对矛盾,导致滑模系数难以设计。 本论文主要研究滑模控制开关DC-DC变换器的设计方法,首次将全局滑模控制用于开关DC-DC变换器设计,在确保滑模控制的鲁棒性和良好滑模品质的同时,给出了两种简单的滑模控制器设计方法。 本文主要研究内容包括: (1)针对控制受限滑模控制系统的特点,研究了传统一阶滑模控制开关变换器的滑模区域与主电路参数和滑模系数的关系,研究具有工程实用价值的传统一阶滑模控制器的设计方法; (2)根据全局滑模控制的原理,分析了全局滑模控制的全局鲁棒性的主要特点及其在开关DC-DC变换器控制中的应用。进行了全局滑模控制与传统滑模控制开关DC-DC变换器的仿真比较研究,验证了全局滑模控制开关DC-DC变换器的可行性和优越性; (3)针对全局滑模控制的全局切换面所具有的时变特性,研究了其数字实现的特点,对离散全局滑模控制开关DC-DC变换器进行了研究,并进一步研究了离散趋近律法和全局衰减律法,提供了全局滑模控制器的设计方法; (4)为了合理的选取滑模系数,在主电路参数和负载电流阶跃变化量给定的前提下,研究了Buck变换器的最优负载瞬态特性及主要特性参数,研究了一种简单的滑模系数设计方法,仿真验证了最优负载瞬态特性的存在性和滑模系数设计方法的正确性。 (5)研究了瞬态初值赋定这一全局切换函数实现的关键问题,分析了不同负载条件下Buck变换器的稳态运行特性,获得了全局滑模控制开关DC-DC变换器的稳态和瞬态的临界值,为瞬态初值的及时准确赋定建立了基础,提出了一种全局切换函数的实现方法。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM46

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 侯世英;宋星;张闯;;基于单周定频滑模控制的双Buck全桥并网逆变器[J];低压电器;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王金平;开关DC-DC变换器双频率控制技术研究[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张闯;基于滑模控制的改进型直流侧串联型有源电力滤波器研究[D];重庆大学;2012年
2 宋星;基于滑模控制的双频并网逆变器及其功能扩展的研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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10 肖敏;史忠科;;主动攻击水雷出水姿态控制和弹道仿真[J];兵工学报;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘翔宇;基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D];合肥工业大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
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3 张杰;近水面作业的机器人综合减摇机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴天柱;基于DSP转台伺服控制系统的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张晓峻;三相大功率PWM整流器系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 吕世家;多模块并联DC/AC电力变换技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 马威;多模块并联DC/DC电力变换技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 于中伟;基于直接转矩控制的永磁同步电机伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪东艳,张林昌;电力电子装置电磁兼容性的研究进展[J];电工技术学报;2000年01期
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10 杨汝;张波;丘东元;;混沌开关变换器EMI动态频谱的小波分析[J];电工技术学报;2007年11期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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9 刘庚;直流侧串联型有源电力滤波器的研究[D];重庆大学;2007年
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘冲;基于单周控制技术的有源电力滤波器研究[D];南昌大学;2012年
2 邹学伟;双Buck逆变器拓扑结构与控制策略的改进研究[D];重庆大学;2014年
【二级参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【相似文献】
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7 贺明智;许建平;周涛;宋张;陈妮;;数字V_2控制DC-DC开关变换器:算法与动态特性研究[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 林波涛;DC-DC开关变换器的非线性分析及拓扑研究[D];华南理工大学;1997年
5 伍言真;DC-DC开关变换器建模分析及其变结构控制方法的研究[D];华南理工大学;1998年
6 周宇飞;DC-DC开关变换器的滑模变结构控制方法及混沌状态研究[D];华南理工大学;2001年
7 谢玲玲;DC-DC开关变换器的非线性动力学特性研究[D];广西大学;2012年
8 徐红梅;典型离散系统的混沌动力学研究[D];吉林大学;2014年
9 卢伟国;开关功率变换器的混沌控制研究[D];重庆大学;2008年
10 陈艳峰;DC-DC开关变换器闭环系统非线性分析方法研究[D];华南理工大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈亚爱;开关变换器的数字控制研究[D];北方工业大学;2009年
2 王威;单电感多输出开关变换器研究[D];西南交通大学;2009年
3 杨杰;基于系统辨识的开关变换器动态建模方法研究[D];解放军信息工程大学;2012年
4 牟清波;开关变换器脉冲序列控制技术研究[D];西南交通大学;2010年
5 陈云鹏;开关变换器的控制策略[D];北方工业大学;2006年
6 陈天琴;开关变换器的建模、分析及混沌控制方法[D];长安大学;2006年
7 张随保;开关变换器中滑模控制技术研究[D];西安理工大学;2008年
8 刘雪山;单电感多输出开关变换器拓扑及控制方法研究[D];西南交通大学;2011年
9 张玉梅;开关变换器传导电磁干扰抑制技术研究[D];东北大学;2010年
10 代天君;开关电源中混沌现象的建模与仿真研究及小型电源的研制[D];电子科技大学;2010年
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