Boost變換器的控制器設(shè)計(jì)及粒子群優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-03-19 20:23
PWM型Boost變換器是一個(gè)強(qiáng)非線性離散系統(tǒng),其中的控制器參數(shù)整定一直是一個(gè)難點(diǎn),本文針對(duì)這一問題研究了利用PSO設(shè)計(jì)控制器參數(shù)。首先,在分析了Boost變換器模型及其非線性特性的基礎(chǔ)上,搭建了帶有PI控制器的Boost變換器仿真模型,接著,采用粒子群算法分別以ITAE指標(biāo)和ISE指標(biāo)對(duì)Boost變換器的PI控制器進(jìn)行了參數(shù)整定,最后,進(jìn)行了仿真驗(yàn)證和硬件驗(yàn)證。仿真結(jié)果和硬件驗(yàn)證結(jié)果表明,采用ITAE指標(biāo)整定的控制器,Boost變換器輸出電壓響應(yīng)無穩(wěn)態(tài)誤差、無超調(diào),同時(shí)具有最小的調(diào)節(jié)時(shí)間。
【文章來源】:電子器件. 2020,43(04)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
Boost變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
此時(shí)帶有PI控制器的Boost變換器結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。根據(jù)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下帶寬越大越好這一設(shè)計(jì)原則,選擇令穿越頻率等于右半平面零點(diǎn)的1/10,并讓PI帶來的零點(diǎn)恰好抵消LC網(wǎng)絡(luò)帶來的雙重極點(diǎn)。在這樣的設(shè)計(jì)原則指導(dǎo)下,可以得到如下PI參數(shù):
本文采用PSO算法來優(yōu)化PID控制器的兩個(gè)控制參數(shù)即kP和kI。圖3表示了為Boost變換器所應(yīng)用的PSO算法的框圖,采用MATLAB軟件搭建仿真模型,通過將粒子所表示的PI參數(shù)代入Boost變換器,以此來計(jì)算適應(yīng)度值進(jìn)而評(píng)價(jià)粒子的優(yōu)劣。PI控制器的傳遞函數(shù)表達(dá)式為:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于修正混雜系統(tǒng)模型的Boost變換器LC參數(shù)辨識(shí)方法[J]. 任磊,龔春英. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(22)
[2]基于Boost電路的預(yù)測(cè)PI控制[J]. 程功,任正云. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2017(01)
[3]DC/DC變換器無靜差二次型最優(yōu)PID參數(shù)整定[J]. 尹麗云,陸益民,林小峰. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2007(10)
[4]DC/DC開關(guān)變換器滑模變結(jié)構(gòu)控制的新方案[J]. 伍言真,丘水生,陳艷峰. 電子學(xué)報(bào). 2000(05)
碩士論文
[1]基于預(yù)測(cè)PI控制的BOOST電路控制算法研究及設(shè)計(jì)[D]. 程功.東華大學(xué) 2017
[2]寬壓高效DC/DC模塊電源設(shè)計(jì)[D]. 姜志亮.北方工業(yè)大學(xué) 2013
[3]Boost變換器的控制研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王寧斌.西安理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3090171
【文章來源】:電子器件. 2020,43(04)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
Boost變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
此時(shí)帶有PI控制器的Boost變換器結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。根據(jù)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下帶寬越大越好這一設(shè)計(jì)原則,選擇令穿越頻率等于右半平面零點(diǎn)的1/10,并讓PI帶來的零點(diǎn)恰好抵消LC網(wǎng)絡(luò)帶來的雙重極點(diǎn)。在這樣的設(shè)計(jì)原則指導(dǎo)下,可以得到如下PI參數(shù):
本文采用PSO算法來優(yōu)化PID控制器的兩個(gè)控制參數(shù)即kP和kI。圖3表示了為Boost變換器所應(yīng)用的PSO算法的框圖,采用MATLAB軟件搭建仿真模型,通過將粒子所表示的PI參數(shù)代入Boost變換器,以此來計(jì)算適應(yīng)度值進(jìn)而評(píng)價(jià)粒子的優(yōu)劣。PI控制器的傳遞函數(shù)表達(dá)式為:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于修正混雜系統(tǒng)模型的Boost變換器LC參數(shù)辨識(shí)方法[J]. 任磊,龔春英. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(22)
[2]基于Boost電路的預(yù)測(cè)PI控制[J]. 程功,任正云. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2017(01)
[3]DC/DC變換器無靜差二次型最優(yōu)PID參數(shù)整定[J]. 尹麗云,陸益民,林小峰. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2007(10)
[4]DC/DC開關(guān)變換器滑模變結(jié)構(gòu)控制的新方案[J]. 伍言真,丘水生,陳艷峰. 電子學(xué)報(bào). 2000(05)
碩士論文
[1]基于預(yù)測(cè)PI控制的BOOST電路控制算法研究及設(shè)計(jì)[D]. 程功.東華大學(xué) 2017
[2]寬壓高效DC/DC模塊電源設(shè)計(jì)[D]. 姜志亮.北方工業(yè)大學(xué) 2013
[3]Boost變換器的控制研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王寧斌.西安理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3090171
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