關 閉

新聞中心

EEPW首頁 > 工控自動化 > 設計應用 > Buck型變換器數(shù)字PID控制器設計方法研究

Buck型變換器數(shù)字PID控制器設計方法研究

作者: 時間:2011-03-02 來源:網(wǎng)絡 收藏

摘要:Buck 型變換器包括Buck 變換器及其衍生的全橋變換器。文中以Buck 型變換器為控制對象,給出了頻域補償設計中模擬PID 的零極點配置原則,實現(xiàn)了其比例、積分、微分系數(shù)的整定。在此基礎上,運用連續(xù)系統(tǒng)離散化方法,最終完成數(shù)字PID 的參數(shù)設計。MATLAB/SIMULINK仿真結果表明,通過上述方法設計實現(xiàn)的數(shù)字PID 能夠滿足系統(tǒng)的控制要求,輸出響應具有良好的靜態(tài)與動態(tài)特性。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/162359.htm

  0 引 言

  隨著數(shù)字信號處理技術的日臻完善以及數(shù)字處理器價格的不斷降低,數(shù)字控制在 變換器中得到廣泛應用。與模擬控制相比,數(shù)字控制具有更加優(yōu)越的控制性能、更加穩(wěn)定的系統(tǒng)輸出,以及易于實現(xiàn)電源系統(tǒng)的智能化管理等諸多優(yōu)勢。

  數(shù)字PID 控制因其算法簡單、魯棒性好及可靠性高,廣泛應用于 變換器的數(shù)字控制領域。Buck 型變換器包括Buck 變換器及其衍生的全橋變換器。當前,數(shù)字PID 參數(shù)往往通過試湊法整定,耗時費力,同時控制性能欠佳、適應性較差。長期以來,人們一直在尋求更加有效的數(shù)字PID 參數(shù)整定方法。

  1 數(shù)字控制Buck 型變換器系統(tǒng)結構

  數(shù)字控制Buck 型變換器的系統(tǒng)框圖如圖1 所示。反饋控制回路中包含AD 采樣器、誤差生成器、PID 控制器以及PWM 波形產(chǎn)生器等模塊,所有模塊均以數(shù)字處理芯片作為載體,通過編程方式實現(xiàn)。

 數(shù)字控制Buck 型變換器系統(tǒng)框圖

圖1 數(shù)字控制Buck 型變換器系統(tǒng)框圖

  2 數(shù)字PID 控制器設計

  數(shù)字系統(tǒng)是離散系統(tǒng),但如果采樣周期足夠小,則數(shù)字系統(tǒng)可近似于連續(xù)系統(tǒng)。采用頻域補償設計方法實現(xiàn)模擬PID 控制器的參數(shù)整定,通過連續(xù)系統(tǒng)離散化處理,可最終實現(xiàn)數(shù)字PID 控制器的參數(shù)設計。

  2 .1 模擬PID 控制器的參數(shù)整定

  連續(xù)導電模式(CCM)下,Buck 型變換器控制對象的傳遞函數(shù)為:


  直流增益:
  ADC =nUi/Um,UM為PWM 產(chǎn)生器的鋸齒波峰峰值;極點角頻率:;;品質因數(shù):Q=R√C/R。

  Buck 型變換器的典型頻率特性曲線如圖2 所示。

  由頻率特性曲線可知:

  (1)幅頻特性的低頻段曲線平坦,欲消除閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,補償網(wǎng)絡的設計應至少含有一個積分環(huán)節(jié);(2)主極點wp由LC 輸出濾波器產(chǎn)生,表現(xiàn)為一個雙重極點,產(chǎn)生180°的滯后相移,系統(tǒng)相位裕量偏低。

連續(xù)導電模式(CCM)下Buck 型變換器頻率特性曲線

圖2 連續(xù)導電模式(CCM)下Buck 型變換器頻率特性曲線

pid控制器相關文章:pid控制器原理



上一頁 1 2 3 下一頁

關鍵詞: 控制器 DC/DC

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉