DC-DC变换器控制参数设计技术的研究

《DC-DC变换器控制参数设计技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：_________________密级：_________________UDC：_________________编号：_________________工学硕士学位论文DC-DC变换器控制参数设计技术的研究硕士研究生：白峻汀指导教师：张强教授学科、专业：电气工程论文主审人：姚绪梁教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文DC-DC变换器控制参数设计技术的研究硕士研究生：白峻汀指导教师：张强教授学位级别：工学硕士学科、专业：电气工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年01月

2、论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonControlParameterDesignTechnologyofDC-DCConvertersCandidate:BaiJuntingSupervisor:Prof.ZhangQiangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectricalEngineeringDa

3、teofSubmission:January,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的

4、法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予

5、学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要DC-DC变换器在工业、家用电子、船舶和航天领域都有很广泛的应用，随着适用领域的不断扩大，对负载多变的适应性以及变换器输出响应的快速性和准确性要求越来越高，因此使用合理的控制方法来保证变换器输出准确且稳定，同时具有良好的动态性能引起了人们的关注。现如今广泛使用的PI控制策略，虽然可以使系统具有良好的稳态性能，并且算法简单易于实现，但在负载突变以及输入电压波动等工况下无法满足其快速准确的要求

6、。本文以变换器能量平衡角度为切入点，设计了一种新型的控制器参数整定方法，即基于能量平衡的参数自整定PI控制策略。本文首先对DC-DC变换器主电路拓扑结构进行设计，以Buck变换器为例设计了电压单闭环PI控制系统，考虑到DSP编程中实际采用增量式算法，在仿真环境下搭建了增量式PI控制器仿真模型，并进行仿真验证。而后本文详细分析了DC-DC变换器运行过程中输入能量、储能元件吸收和释放能量以及负载消耗能量之间的能量流动过程，在此基础上设计了利用期望能量和实际能量的差值对控制参数进行整定的控制策略，将参数模糊自整定两个输入简化成能量

7、差值的单输入，大大减少了控制规则的条数使控制策略更易于实现。在此基础上利用输入变量是能量差值、输出变量是参数调整系数的分段函数对参数模糊自整定过程进行简化，同时以输出响应调节时间最短为目标，分别对控制器参数与调节时间进行函数曲线拟合，得到了调节时间最短的一组KP和KI极小值。在仿真环境下建立基于能量平衡的参数自整定控制策略的仿真模型，实验验证了该参数整定方法的可行性与优越性，并与采用优化后参数的增量式PI控制器从启动性能和动态性能两方面进行对比。最后，搭建了基于DSP28335的DC-DC变换器控制系统的硬件实验平台，并编写

8、了实验中所需DSP程序，完成了增量式PI控制和基于能量平衡的参数自整定控制下系统的启动、负载突变和给定电压突变实验，验证了该整定方法的可行性和正确性，并通过实验数据对比得出其在启动和动态性能方面的优越性。关键词：DC-DC变换器；参数自整定；能量平衡ABSTRACTIntheindustr