基于模糊控制的可调直流开关电源设计与研究.pdf

《基于模糊控制的可调直流开关电源设计与研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·电气与自动化·郭鹏．等·基于模糊控制的可调直流开关电源设计与研究基于模糊控制的可调直流开关电源设计与研究郭鹏，赵鑫，徐周(河海大学。江苏南京211100)摘要：开关电源本身是一个非线性的系统。采用常规PID控制很难满足系统控制要求。引入模糊控制算法。在模糊控制器调节下，由不控整流电路整流，直流斩波(Buck)电路进行直流一直流(DC-DC)变换，从而输出稳定的可调直流电压。仿真结果表明：模糊控制算法具有动态响应快、超调量小、适应性强的特点，使被控对象具有良好的稳态特性．工程应用前景好¨J关键词：开关电源；常规PID控制：Buck电路；模糊控制中

2、图分类号：TN710．2文献标志码：B文章编号：1671—5276(2015)020168．04DesignandResearchonAdjustableDCSwitchingPowerSupplyBasedonFuzzyControlGUOPeng，ZHAOXin，XUZhou(HohaiUniversity，Nanjing211100，China)Abstract：Switchingpowersupplyitselfisanonlinearsystem，itisdificulttomeetsystemcontrolrequirementsus

3、ingconventionalPIDcontro1．SOthispaperintroducesfuzzycontrolalgorithm．Undertheregulationofthefuzzycontroler．thenon—controlledrectifiercircuitisrectif~fledandthecircuitofBuckconductsDC—DCconversion．tooutputastableandadjustableDCvoltage．Simulationre—suitsshowthatthefuzzycontrola

4、lgorithmischaracteristicoffastdynamicresponse，smallovershootandstrongadaptability，SOthatthecontrolledo~ecthasagoodsteadystatecharacteristics．Ithasagoodapplicationprospect．Keywords：switchingpowersupply；conventionalPIDcontrol；buckcircuit；fuzzycontrol0引言直流开关电源是一种采用开关方式控制的稳压电源。它具

5、有效率高、体积小、质量轻等特点，正逐步取代传统的线性电源，在诸多工业领域中应用广泛。随着数字信号技图1系统结构图术的迅速发展．开关电源普遍采用数字PID控制。通过这种方法，开关电源的设计具有灵活性和多元化的特点，并整流滤波电路选择的是不可控整流电路、电容滤波电路；且提高了开关电源的稳定性和可靠性。但由于开关电源DC—DC变换器采用的是Buck电路。下面就这几个部分系统是一个非线性时变的多变量系统．采用常规PID控的设计分别进行说明。制已经不能达到理想的控制效果。近些年发展起来的模糊控制方法．采用模糊数学语言描述的控制律来操纵系统。。工作，不需要依

6、赖具体的数学模型，具有鲁棒性强，动态响应快，超调量小．适应性强等特点，这对于某些不容易建模～的复杂可变对象是非常适合的。本文正是基于这种模糊控制算法对开关电源进行设计与研究，在解决实际控制问题中应用广泛l2J。图2主电路结构电路结构及其控制策略a)不控整流电路(如图3所示)近年来．在交一直一交变频器、不间断电源、开关电源该设计是在模糊控制的作用下对主电路进行控制，故等应用场合，大都采用不可控整流电路经电容滤波后提供系统的结构框图如图1所示。直流电源，供后级的逆变器、斩波器等使用。1．1主电路结构本文中输入采用220V交流电，输出电压：(0．9～√

7、)，，故输出电压为309V。本文设计的AC／DC开关电源主电路包括以下几个部b)DC—DC变换电路分：输入整流滤波电路、DC—DC变换器如图2所示。输入作者简介：郭鹏(1989一)，男，辽宁铁岭人，硕士研究生，研究方向是开关电源，高压软起动器。·168·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·电气与自动化·郭鹏。等·基于模糊控制的可调直流开关电源设计与研究所示。『d图5模糊控制器结构a)b)图3单相桥式不可控整流电路及其工作波形本文采用的D

8、C—DC变换电路为Buck电路。如图4所示。使用开关器件是IGBT。由单片机某一输出口给定PWM脉冲控制IGBT器件的导通与关断，通过控