参数模糊自整定PID在ZVZCS变换器中的应用研究.pdf

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1、流技术《电气自动化}2014年第36卷第1期ConverterTechniques参数模糊自整定PID在ZVZCS变换器中的应用研究赵振民，陈家果。魏超全(黑龙江科技大学电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150027)摘要：由于全桥软开关变换器为强非线性时变系统，工作特性复杂，传统的PID控制器不具有在线自整定功能，控制效果较差，不能满足过程控制日益发展的需求。为了得到良好的控制效果，提出了采用PID参数模糊自整定控制变换器。在变换器数学模型的基础之上设计控制器，通过MATLAB／Simulink对其仿真。仿真结果表明：PID参数模糊自整定控制系统比传统的PID控制

2、器超调量小，调节时间短，控制效果有明显的改观。关键词：软开关变换器；PID控制器；模糊控制；参数自整定；MATLAB仿真DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2014．01．024[中图分类号]TM46[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)01-0067—03AStudyontheApplicationofFuzzyParameterSelf-tuningPIDinZVZCSConvertersZHAOZhen．min，CHENJia-guo，WEIChao—quan(HeilongfiangUniversityofScie

3、nceandTechnology，HarbinHeilongiiang150027，China)Abstract：Becauseofstronglynonlineartime—varyingsystemofthefull—bridgesoftswitchingconve~erwithcomplexworkingcharacteristics，traditionalPIDcontrollersdonothaveonlineself-tuningfunctionandtheirpoorcontroleffectcannotmeettherequirementforth

4、edevelopmentofprocesscontro1．Inordertoachievegoodcontroleffect，thispaperpresentsafussyself-tuningcontrolconve~eradoptingPIDparameters．Inthispaper，thecontrollerisdesignedonthebasisofthemathematicalmodeloftheconve~er，andissimulatedthroughMATLAB／Simulink．Thesimulationresultsindicatethatt

5、hefuzzyself-tuningcontrolsystemadoptingPIDparametershasasmallerovershootvolume，shorteradjustmenttimeandmuchbettercontroleffectthantraditionalPIDcontrollers．Keywords：softswitchingconvener；PIDcontroller；fuzzycontrol；parameterself-tuning；MATLABsimulation0引言由于全桥软开关变换器中含有功率开关管和二极管等非线性元件，在一

6、个工作周期内有多种电路结构，使得变换器呈非线性时变系统，工作特性复杂，传统的PID控制器不能取得满意的控制效果⋯。为了得到良好的控制效果，现采用PID参数模糊自整定控制系统对变换器进行控制。建立变换器的数学模型是研究开关变换器控制问题的先决条件，在数学模型的基础之上设计变换器的控制器。本文在变换图1全桥变换器主电路器数学模型的基础上设计出PID模糊控制器，获得了比传统PID为零电压开通，实现了超前臂开关管的零电压开通。在变压器原控制器好的控制效果。边串入电容C同时在滞后臂中传入二极管D：和D，在变换器一1全桥ZVZCSPWM变换器小信号模型的建立次侧续流阶段阻断电

7、容C的端电压反向施加在漏感上，使得原边电流很快下降为零，原边电流为零后，由于D：、D的阻断作用，通常情况下全桥变换器的建模方法分为两大类：数字仿真和原边电流持续为零，在此阶段断开滞后臂开关管，使其实现零电解析建模。数字仿真建模具有准确度高的优点，但是其物理概流关断。此变换器在每个周期里有12种工作状态，并且前半周念不明确，对于系统设计的指导意义不大；解析建模是利用解析期与后半周期工作模态相同，只是极性不同。为了简化分析，首表达式表示系统特性，其中状态空间平均法是目前开关变换器建先作如下假设：所有元件均为理想器件；阻断电容C容量足够模的常用方法。全桥变换器的主电路如

8、图1所示。