基于滑模变结构控制的apfc研究

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1、国内图书分类号：TM46国际图书分类号：621．3西南交通大学硕士研究生学位论文密级：公开年姓专二。一四年五月ClassifiedIndex：TM46U．D。C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHERESEARCHOFAPFCBASEDONSLIDINGMODE、缎RIABLESTRUCTURECONTROLGrade：2011Candidate：GuHong—chuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpecialty：Elect

2、ricalTheoryandNewTechnologySupervisor：Associate—Prof．ZhangXiangMay．2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书；2、不保密团，适用本授权书。(请在以

3、上方框内打“√”)靴论搿獬：纭驯日期：>口／缸年土月≥。日嘲佣弘m签仟师羽．瓣哪西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．本文讨论了功率因数的基本概念和常用的控制策略，对Cuk变换器的基本工作原理进行了详细分析，并与其他常用变换器的工作状态进行了简单比较，最终确定了选用Cuk变换器做为主电路的拓扑结构。2．分析了滑模变结构控制的基本原理和应用方法，研究了滑模变结构控制器的基本设计步骤，包括切换函数和控制律的选择设计，最后说明了滑模变结构控制的不变性和抖振现象的产生及抑制。3．详细分析

4、了变换器的基本原理及其工作过程，根据设计参数的要求对变换器的主电路和控制电路的参数进行了详细的推算，包括电感、电容、功率器件采样电路、驱动电路和切换函数系数。并且在仿真软件中搭建了基于滑模变结构控制的CukPFC的仿真模型，搭建了实验平台。通过仿真分析和实验结果验证了该方案具有功率因数校正功能，同时也说明了理论的正确性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说

5、明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：詹i芡』，1日期：>口74年上月>。日西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着电力电子装置的广泛应用，电网中的谐波污染也日益严重，为有效改善电能质量，功率因数校正技术(PFC)得到普遍应用。PFC的控制方法多种多样，既有单环、双环控制之分，又有线性、非线性控制之分。滑模变结构控制作为一种先进的非线性控制，具有动态响应快、抗扰动性强以及控制实现较简单的特点，使得滑模变结构控制广泛地应用在电力电子装置中，能够改善电源系统的动态性和稳定性，从而改善功率因

6、数、提高各项性能。论文首先阐述电流谐波污染的成因和危害，引出功率因数校正的意义，说明了功率因数校正电路的分类以及相关的控制方式。接着，分析了滑模变结构控制的基本理论，包括研究现状、控制的基本原理和设计步骤，最后对滑模变结构控制的不变性和滑模的抖振现象进行了介绍。分析了Cuk变换器的工作模式及工作特性，并按照设计指标要求，为变换器主电路中元器件的选取给出了详细的设计思路和步骤。接着，对变换器的外围控制电路部分进行了详细的设计。首先是利用状态平均模型和Pade逼近原理对高阶模型进行降阶处理，然后构造了误差向量状态方程，通过合适的坐标变

7、换确定了切换函数系数。其次是电流采样电路、电压环路和驱动电路的设计根据滑模变结构控制的CukPFC的理论研究及分析，利用PSIM软件搭建了仿真模型，结果表明滑模变结构控制具有良好的功率因数校正效果。通过设计原理图、制作PCB、元器件焊接，完成了400W实验样机的调试工作。通过对实验波形的分析也验证了该控制理论可以应用于功率因数校正系统。实验结果与仿真结果相符合，验证了理论分析的正确性。关键词：Cuk变换器；功率因数校正；滑模变结构控制；变换器降阶西南交通大学硕士研究生学位论文第ll页AbstractWiththewideappli

8、cationofpowerelectronicdevices，harmonicnoisebecomemoreandmoreserious．Toimprovethequalityofpowereffectively，powerfactorcorrec