基于區(qū)域系統(tǒng)建模與能量的功率變換器滑?？刂蒲芯?pdf

1、近年來隨著現(xiàn)代化工業(yè)和人們生活水平的提高，對能源的數(shù)量與質(zhì)量的需求也越來越高，但是能源是有限的，這就要求人們必須高效、快速的使用能源，功率變換技術(shù)就是提高能源利用效率的技術(shù)。因此，功率變換技術(shù)的研究成為一種熱點。為了提高功率變換器對能量的轉(zhuǎn)換效率，人們重點研究了功率變換器的建模與控制方法。功率變換器是一種非線性時變系統(tǒng)，動態(tài)特性比較復(fù)雜，這就對其建模和控制方法提出了很高的要求，但是一般常見的建模方法中有的不能清楚表達(dá)系統(tǒng)的物理概念、有的

2、模型建立起來比較困難?？刂品椒ㄉ希Ｓ玫木€性控制方法不能用于強(qiáng)非線性的系統(tǒng)，即使有的非線性方法能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，卻不能顯示系統(tǒng)能量的相關(guān)性和系統(tǒng)的物理特性。本文使用一種新興的區(qū)域系統(tǒng)的概念用于功率變換器的建模，使用滑?？刂品椒▽ζ溥M(jìn)行控制，可以較好的解決在傳統(tǒng)的模型建立方法和控制方法上存在的問題。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 ①本文提出了基于能量的功率變換器區(qū)域系統(tǒng)建模的滑?？刂品椒ㄑ芯浚瑖@該方法首先闡述了功率變換器的基

3、本結(jié)構(gòu)和原理，分析了常用的一些控制算法，以及各種方法的優(yōu)缺點。給出了區(qū)域系統(tǒng)的基本定義、區(qū)域系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀，總結(jié)了區(qū)域系統(tǒng)的特性(如正定性、質(zhì)量守恒、有界性等)、表征形式和控制方法。
　　 ②用區(qū)域模型的概念對DC-DC功率變換器建模，首先建立了功率變換器的狀態(tài)空間平均模型，把變換器的儲能元件(電感L、電容C)作為系統(tǒng)的區(qū)域，以儲能元件中的能量為系統(tǒng)的狀態(tài)變量分別建立了Boost電路、Buck電路以及Cuk電路

4、的模型，并對所建立的模型進(jìn)行了進(jìn)一步的簡化，有利于后邊控制器的設(shè)計，然后對建立的模型進(jìn)行了Matlab仿真驗證了模型的有效性。
　　 ③本文設(shè)計了基于能量的滑?？刂品椒ǎ瑧?yīng)用于Boost、Buck、Cuk電路的控制中去，并且詳細(xì)介紹了滑模算法設(shè)計的過程，最后進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果證明了所設(shè)計的控制方法具有優(yōu)良的動態(tài)特性以及穩(wěn)定性，在受到外部干擾時有很好的魯棒性，并與無源性的滑?？刂七M(jìn)行了比較，結(jié)果顯示抗干擾能力、穩(wěn)定性以及動態(tài)性等