數(shù)字控制DC-DC變換器的系統(tǒng)建模與分析.pdf

1、為滿足對現(xiàn)代電源復(fù)雜性要求，電源行業(yè)中數(shù)字電源逐漸興起。數(shù)字電源相較模擬電源而言，具有可編程、靈活度高、應(yīng)用廣泛、成本日益降低等優(yōu)點。數(shù)字電源中應(yīng)用最廣泛的是數(shù)字控制DC/DC變換器，目前國內(nèi)外普遍用狀態(tài)空間平均法對其建模，指導(dǎo)頻域中數(shù)字補償器的設(shè)計，此法忽略了數(shù)字控制環(huán)路中的重要的采樣特性和環(huán)路延遲。其它方法如在Z域建模是將連續(xù)域中模型數(shù)學(xué)變換到Z 域中，沒有考慮采樣和環(huán)路延遲對系統(tǒng)功率級的影響。為了能更真實準確地對數(shù)字控制DC/DC

2、變換器建模，本文提出一種新的離散域建模方法——采樣數(shù)據(jù)模型法，考慮采樣特性和環(huán)路延遲對系統(tǒng)功率級的影響，指導(dǎo)數(shù)字補償器在Z域中的設(shè)計。
　　 本文首先介紹了DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制方法和反饋模式，然后以DC/DC變換器中的Buck變換器為代表，選取了PWM控制的數(shù)字電壓反饋模式對Buck變換器建模，分別在連續(xù)域中用狀態(tài)空間平均法建立頻域模型，在離散域中用采樣數(shù)據(jù)模型的方法建立Z域模型。本文接下來基于Z 域模型，完成了Z 域中比例補

3、償器的設(shè)計，用Matlab軟件分析了環(huán)路延遲時間對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，討論比例補償器確定的臨界補償值。
　　 本文最后以頻域模型為指導(dǎo)，設(shè)計出Buck變換器的模擬PID補償器，數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換到Z域中成為數(shù)字補償器；再以Z域模型為指導(dǎo)，直接設(shè)計出數(shù)字PID補償器。
　　 本文將兩種方法設(shè)計出的PID補償器參數(shù)分別代入系統(tǒng)中，用Matlab和Simulink軟件對系統(tǒng)仿真，對比仿真結(jié)果表明，采樣數(shù)據(jù)模型法建模法所設(shè)計出的系統(tǒng)的優(yōu)勢在