DC升压变换器自抗扰控制.pdfVIP

控 制 理 论 与 应 用 自动化技术与应用 2011年第30卷第5期 ControlTheoryandApplications 别为负载电阻、电感、电容，_r22为PWM 的占空比。 观测。观测器的具体形式为 ： lz1 z2一 4-- I之2=一 0 tz) 其中： ～xI，b1、b2为大于零的常数， 为控制 ‰ 增益的先验值 ，脚为当前的PWM 占空比， 为 的估 计 ， 为扩张状态 ，包含系统模型的非线性以及各种干 扰。只要合理选择观测器的参数 ，就可以获得很高的估 图l DC／DC升压变换器原理结构 图 计精度。同时，扩张状态观测器还有较强的滤波功能 ， 可抑制系统中的量测噪声，进一步提高系统的精度。 3 控制器设计 (2)线性反馈控制律 在DC／DC升压变换器中，可以采用 电流控制模式， 同样 ，由于 电感电流的动态特性是一阶的，在此将 把电容电压的控制问题转化为对 电感 电流的控制 ，采用 采用一个一阶的线性反馈控制律 ，并依据扩张状态观测 串级控制结构 【11。内环采用线性 自抗扰控制器 ，以电感 器给出的扩张状态 ，进行 自动补偿 ，给出当前的控制量 电流作为被控量 ；外环采用 PI控制器 ，以电容 电压为被 ／／／。控制律的具体形式为 ： 控量 ，并为内环提供输入参考 ，如图2所示。 ( 一z·)一Z2 电压控制器 电流控制卷 其中：a为大于零的控制器增益 ， 为电感 电流的 给定。控制律的第一项相当于 比例控制 ；第二项则是补 偿项 ，相当于PID中的积分作用。由于PID不对扰动进 行估计，积分大小难以有的放矢。而扩张状态观测器对 干扰及模型非线性的估计是实时进行的，可使系统具有 图2 DC／DC升压变换器控制系统结构示意图 较强的鲁棒性。 3．2 外环 电压控制器设计 3．1 内环 电流控制器设计 内环的电流控制器设计完成后 ，就需对外环的电压 典型的 自抗扰控制器 由跟踪微分器 、扩张状态观 控制器进行设计。为消除电容及负载电阻等参数的不 测器和反馈控制律三部分组成f8】。为简化计算 ，在DC／ 确定性对控制性能的影响 ，并保证足够 的稳态精度 ，在 DC升压变换器 电感 电流控制中，拟采用一个简化的线 电容 电压的控制中，可采用带输出限幅的PI控制算法(。 性 自抗扰控制器 ，仅包含一个线性二阶扩张状态观测器