移相全橋ZVSDC/DC變換器的極點配置自適應預測控制

5 Matlab仿真結果

設定移相全橋變換器的各項仿真參數(shù)如下：

變壓器副邊與原邊的匝數(shù)比n=1∶3；諧振電感L₁=17μH；濾波電容C=470μF；濾波電感L=360μH；開關頻率f_s=100kHz；R_d=4n²L_rf_s；開關周期T_s=10μs；輸出電壓為U=50V。在這里設置希望配置的極點(Z域)為0.4＋0.5j和0.4－0.5j,但它不一定是最優(yōu)化的極點。

為了測試這種控制策略的有效性，進行以下仿真。

1）在設定初始占空比D=0.28時，系統(tǒng)從初始

零狀態(tài)到穩(wěn)態(tài)時的輸出電壓仿真波形，如圖6所示。

圖6 初始狀態(tài)到穩(wěn)態(tài)過程的輸出電壓仿真波形

從圖6中可以看出控制系統(tǒng)經(jīng)過大約200μs就能達到穩(wěn)定，超調量為6V，控制系統(tǒng)得動態(tài)響應較快。

2）當輸入電壓由220V突變?yōu)?80V時，輸出電壓變化的仿真波形，如圖7所示。從圖7中可以看出，控制系統(tǒng)在輸入電壓突變時，從一個穩(wěn)定狀態(tài)調整到另一個穩(wěn)定狀態(tài)需要大約3ms，輸出電壓的波動很小，最大為0.12V。

圖7 輸入電壓突變時輸出電壓變化過程的仿真波形

3）當負載由5Ω突變?yōu)?0Ω時，輸出電壓變化的仿真波形，如圖8所示。從圖8中同樣可以看出，控制系統(tǒng)在輸出負載突變時，從一個穩(wěn)定狀態(tài)調整到另一個穩(wěn)定狀態(tài)需要大約3ms，且輸出電壓的波動很小,大約為0.2V。

圖8 負載突變時輸出電壓變化過程的仿真波形

從以上仿真波形可以看出，使用以上控制算法可使移相全橋變換器有較好的動態(tài)響應和穩(wěn)定性,并且控制算法簡單，易于實現(xiàn)。

6 結語

本文介紹了移相全橋變換器采用準線性建模和極點配置自適應數(shù)字控制的控制思想。準線性模型可以很好地描述系統(tǒng)在大擾動下的工作特性，極點配置自適應數(shù)字控制綜合了自適應控制和極點配置控制兩者的優(yōu)點，通過仿真證明了這種控制策略不但算法簡單，實現(xiàn)容易，并且可以保證變換器在各穩(wěn)定工作點都有很好的動態(tài)特性和穩(wěn)定性。另外這種控制策略可以用TI公司的DSP作為主控芯片來實現(xiàn)其數(shù)字控制，使得控制系統(tǒng)有更高的穩(wěn)定性、可靠性和更強的靈活性。