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自适应终端滑模控制策略,DC-DC转换器
摘要
本文提出一种自适应终端滑模控制(ATSMC)战略DC-DC转换器。 这种策略背后的想法是使用终端滑模控制(台积电)方法以确保输出电压误差的有限时间收敛到平衡点和集成的自适应律台积电策略,实现动态滑线在负载变化。 此外,控制器的影响参数对闭环系统的性能研究。 这是观察到的启动响应输出电压变得更快增值的部分权力使用的滑动功能。 另一方面,输出电压的瞬态响应,在负载阶跃变化造成的,变得更快,减少部分的价值力量。 因此,部分权力的价值选择启动之间做出妥协和瞬态响应的转换器。 的性能提出ATSMC策略是通过计算机模拟和实验测试。 拟议中的ATSMC策略的仿真结果比较与传统SMC和台积电策略。 这表明ATSMC展览一个巨大进步的更快的输出电压响应在负载变化。
关键字：滑模控制 终端滑模控制 有限时间收敛 buckDC-DC转换器
1。介绍
DC-DC转换器是电力电子设备广泛应用于许多应用程序包括直流电机驱动器,用于个人电脑的通信设备和电力供应[1]。 buck类型DC-DC转换器使用在应用程序所需的输出电压小于输入电压。 因为buck转换器固有的非线性和时变系统由于其开关操作,高性能控制策略的设计通常是一个具有挑战性的q题。 控制策略的主要目标是确保系统的稳定性在任意操作条件具有良好的动态响应对输入电压的变化,负载变化和参数不确定性。 非线性控制策略被认为是更好的候选人比其他线性反馈控制器在DC-DC转换器的应用程序。 各种非线性控制策略提出了buck转换器来实现这些目标[2],[3],[4],[5],[6],[7],[8],[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15]。 在这些控制策略中,滑模控制(SMC)由于其已获得了高度的关注主要优势如保证稳定性、鲁棒性和参数变化,快速动态响应,实现简单[2],[3],[4],[6],[7],[8],[10],[11],[14]。 SMC的设计包括两个步骤:设计的滑动面和控制律的设计[8]。 一旦合适的滑动面和一个合适的控制律的设计,系统的状态可以被迫走向滑动面和滑动面,直到达到平衡(起源)。
SMC中引入[3]具有独立的开关动作和滑动动作,但电感的电流参考函数的计算需求增加了控制器的复杂性。 一个简单的和系统化的设计方法实用SMC已经提出了[6]。 基于自适应前馈和反馈的SMC策略介绍[7]具有调节滞环宽度根据输入电压变化和滑动系数根据负载变化。 间接通过二重积分滑动面策略介绍了SMC[10]降低了输出电压为代价的稳态误差在滑动面函数附加的两个州。 在[13],引入了基于时间最优的SMC旨在提高转换器的输出电压调节受到任何干扰。 SMC策略[14]基于替代的buck变换器和双线性模型。
在大多数SMC策略提出了buck转换器到目前为止,最常用的线性滑动面滑动面是基于系统状态的线性组合通过使用一个适当的定常系数(通常称为lambda;)。 使用这种系数使得滑动期间行静态负载变化导致输出电压的瞬态响应。 尽管瞬态响应可以更快的利用更大的价值系数线性滑动面函数,系统的状态无法在有限时间收敛到平衡点。 不同的传统SMC,终端滑模控制(台积电)一个非线性滑动面函数[18]。 非线性滑动面函数有能力提供一个终端融合(限定时间收敛)的输出电压误差从初始点到平衡点。
在本文中,自适应终端滑模控制(ATSMC)策略提出了DC-DC转换器。 这种策略背后的想法是使用的台积电,保证输出电压误差的有限时间收敛到平衡点和集成到台积电策略自适应律,使滑线在负载变化动态。 不同于线性滑动面函数在传统SMC,输出电压误差(x1)在非线性滑动面函数(通常称为部分权力gamma;台积电)。 因此,输出电压取决于参数的收敛时间lambda;和gamma;。 分数的影响力量的启动和瞬态响应的输出电压、电感电流和国家研究轨迹。 自从与固定台积电的性能lambda;(即静态滑线)在负载变化不展览所需的反应,一种自适应终端滑模控制(ATSMC)策略用于滑线是动态的lambda;加载相关的。 最后,给出了仿真和实验结果验证。
本文的其余部分组织如下。 在第二节,buck转换器的动态模型。第三节回顾了传统滑模控制方法的buck转换器。 在第四节,提出了自适应终端滑模控制buck变换器的描述。 在第五节,并给出了仿真和实验结果,与传统的滑模控制方法。 最后,结论是解决
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