數(shù)字控制DC-DC變換器的系統(tǒng)建模與分析.pdf

1、為滿足對(duì)現(xiàn)代電源復(fù)雜性要求，電源行業(yè)中數(shù)字電源逐漸興起。數(shù)字電源相較模擬電源而言，具有可編程、靈活度高、應(yīng)用廣泛、成本日益降低等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字電源中應(yīng)用最廣泛的是數(shù)字控制DC/DC變換器，目前國(guó)內(nèi)外普遍用狀態(tài)空間平均法對(duì)其建模，指導(dǎo)頻域中數(shù)字補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)，此法忽略了數(shù)字控制環(huán)路中的重要的采樣特性和環(huán)路延遲。其它方法如在Z域建模是將連續(xù)域中模型數(shù)學(xué)變換到Z 域中，沒(méi)有考慮采樣和環(huán)路延遲對(duì)系統(tǒng)功率級(jí)的影響。為了能更真實(shí)準(zhǔn)確地對(duì)數(shù)字控制DC/DC

2、變換器建模，本文提出一種新的離散域建模方法——采樣數(shù)據(jù)模型法，考慮采樣特性和環(huán)路延遲對(duì)系統(tǒng)功率級(jí)的影響，指導(dǎo)數(shù)字補(bǔ)償器在Z域中的設(shè)計(jì)。
　　 本文首先介紹了DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制方法和反饋模式，然后以DC/DC變換器中的Buck變換器為代表，選取了PWM控制的數(shù)字電壓反饋模式對(duì)Buck變換器建模，分別在連續(xù)域中用狀態(tài)空間平均法建立頻域模型，在離散域中用采樣數(shù)據(jù)模型的方法建立Z域模型。本文接下來(lái)基于Z 域模型，完成了Z 域中比例補(bǔ)

3、償器的設(shè)計(jì)，用Matlab軟件分析了環(huán)路延遲時(shí)間對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，討論比例補(bǔ)償器確定的臨界補(bǔ)償值。
　　 本文最后以頻域模型為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)出Buck變換器的模擬PID補(bǔ)償器，數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換到Z域中成為數(shù)字補(bǔ)償器；再以Z域模型為指導(dǎo)，直接設(shè)計(jì)出數(shù)字PID補(bǔ)償器。
　　 本文將兩種方法設(shè)計(jì)出的PID補(bǔ)償器參數(shù)分別代入系統(tǒng)中，用Matlab和Simulink軟件對(duì)系統(tǒng)仿真，對(duì)比仿真結(jié)果表明，采樣數(shù)據(jù)模型法建模法所設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在