無源自適應(yīng)控制Buck-Boost變換器研究
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2．3 Buck-Boost變換器的無源控制器設(shè)計(jì)
將Buck-Boost變換器的狀態(tài)空間方程整理為：
通過間接控制期望值Iref得到d，進(jìn)而控制系統(tǒng)輸出電壓，使其輸出漸近穩(wěn)定于期望輸出。
3 無源控制仿真研究
Buck-Boost變換器元件參數(shù)：L=400μH，C=200 μF，R=50 Ω，E=12 V，開關(guān)頻率為40 kHz，穩(wěn)態(tài)時(shí)d=0．5，期望輸出電壓為12 V。注入阻尼值R1=0．5，參考電感電流設(shè)置為1．618 A。圖2為變換器僅使用無源控制時(shí)負(fù)載電壓的輸出響應(yīng)。
由圖2a可知，無擾動(dòng)時(shí)上升時(shí)間約為5．4 ms，輸出電壓無超調(diào)，調(diào)節(jié)時(shí)間約為7．4 ms，穩(wěn)態(tài)輸出電壓(12+0．013)V。圖2b為系統(tǒng)輸入電源在0．06 s時(shí)發(fā)生33．3％擾動(dòng)變化后(電壓由12 V變化到8 V)負(fù)載電壓輸出響應(yīng)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出只有(8．28±0．008)V，不能滿足穩(wěn)態(tài)要求。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/159638.htm
仿真結(jié)果表明：在無擾動(dòng)時(shí)，無源控制使得變換器的輸出電壓快速恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，適當(dāng)選取注入的阻尼值可減小輸出電壓振蕩，縮短系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間。但當(dāng)輸入電源寬范圍擾動(dòng)時(shí)，無源控制不能使輸出電壓恢復(fù)到期望值。
4 無源自適應(yīng)控制器的設(shè)計(jì)
4．1 模型參考自遺應(yīng)控制結(jié)構(gòu)的建立
鑒于單純使用無源控制器無法解決寬范圍電源輸入擾動(dòng)的問題，此處提出無源自適應(yīng)控制策，結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，其基本思想是：將Buck-Boost變換器期望輸出的恒值電壓X2ref作為參考模型，無源控制器和Buck-Boost變換器共同作為可調(diào)模型(虛線框所示)，自適應(yīng)律作為自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，建立模型參考自適應(yīng)控制結(jié)構(gòu)。
參考模型和可調(diào)模型被Xref所激勵(lì)，X2ref和X2分別為參考模型和可調(diào)模型的狀態(tài)。X2ref規(guī)定了Buck-Boost變換器期望輸出的電壓，這里選用X2ref保證了參考模型的準(zhǔn)確性；而X2是實(shí)際測(cè)量到的Buck-Boost變換器輸出電壓。X2ref與X2比較后得到e，將e輸入自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，由自適應(yīng)機(jī)構(gòu)來修改可調(diào)模型的參數(shù)，即變換器開關(guān)占空比d，使得X2能快速穩(wěn)定地逼近X2ref。
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