DC-DC变换器滑模变结构控制研究
2021-05-11周雪松马幼捷
电力系统及其自动化学报 2021年3期
周雪松,李 康,马幼捷
(1.天津理工大学天津市复杂控制理论重点实验室,天津300384;2.天津理工大学电气电子工程学院,天津300384)
开关变换器在功率电子学领域占据着重要地位,从20世纪就广泛应用于工业、通信、军工以及航天等领域。开关变换器得到了广泛使用之后,电源设计也朝着高可靠、高稳定、抗干扰等方向发展。对于DC-DC变换器来说,传统方式都是利用DC-DC变换器的小信号模型进行分析研究,使用时需要对DC-DC变换器进行线性化。如果系统的输入电压或者负载的变化范围比较大时,系统可能会表现为抗干扰性差、输出纹波大等不稳定现象。
为了寻求对上述问题解决方法,出现了诸如鲁棒控制、自适应控制、模糊控制、神经网络、混合控制以及滑模变结构控制等非线性DC-DC控制方法。
滑模控制拥有易实现、控制不连续性等优势,是一种非线性控制方法。滑模控制动态响应快、对系统内部参数变化和外部干扰都不敏感,具有强鲁棒性,且相比其他控制器更容易实现。由于系统结构可变并随开关控制量状态而变化,因此滑模控制好坏只取决于滑模切换面系数的选取。
在实际的应用中,在选择反馈控制率使得滑动条件成立时,由于模型的不确定性及干扰的存在,因此控制规律在穿越切面的过程中,必须不连续。由于实际的控制切换实现是非理想的,主要表现在切换不是瞬间完成的,而且S值不可能无限精确,因此这就导致了颤振,颤振又叫作抖振。……
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