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MATLAB语言、控制系统分析与设计大作业升降压斩波电路MATLAB仿真专 业：电气工程及其自动化 班 级：设 计 者：学 号：评分：华中科技大学电气与电子工程学院2016 年1月评分栏　项目应包括的主要内容或考核要点满分自评评分设计报告基本要求方案论证性能指标分析；控制方法及实现方案1010设计过程控制器设计与参数计算3030结果分析对设计结果的分析与核算，分析原因和改进2020格式规范重点考查完整性，图表，公式的规范性1010发挥部分完成第（1）项提出改进的性能指标，完成分析，设计并对结果予以验证10完成第（2）项考虑参数变化，干扰影响等其他因素，完成分析，设计并对结果予以验证10完成第（3）项提出其他更完善的性能指标，完成分析，设计并对结果予以验证10报告得分以上报告得分占考核成绩的90%是否申请答辩：是（）否（y）100答辩得分答辩以报告的特色和难度系数，掌握程度予以评价特色：难度：熟练：10总分报告得分+答辩得分目录一、引言··································4电路设计与仿真························4三、仿真结果及分析························7四、深入讨论······························10五、总结··································10六、参考资料······························11升降压斩波电路MATLAB仿真一．引言Buck/Boost变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器，其主电路与Buck或Boost变换器所用元器件相同，也有开关管、二极管、电感和电容构成。与Buck和Boost电路不同的是，电感L在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压相反。开关管也采用PWM控制方式。Buck/Boost变换器也有电感电流连续喝断续两种工作方式，在此只讨论电感电流在连续状态下的工作模式。二．电路设计与仿真电路原理当可控开关V处于通态时，电源E经V向电感L供电使其储存能量，此时电流为i1。同时，电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。此后，使V关断，电感L中储存的能量向负载L释放，电流为i2。负载电压极性为上正下负，与电源电压极性相反。稳态时，一个周期T内电感L两端电压UL对时间积分为零，即当V处于通态期间，UL=E；而当V处于断态期间，UL=-Uo。于是所以，输出电压为参数设定设输入电压Uo=20V，输出电压为10~40V，纹波电压0.2%，开关频率20kHz，负载10，电感电流连续，求,L,C, 并仿真。Uo=/(1-)*E ΔUo/U=(*T)/(C*R) T=1/f L=1/2*(1-α)^2*R*T由上式可解得 1/32/3，0.83mFC1.67mF,27.8*e-6L111.11*e-6为保证电感电流和电容电压基本为定值，应将电感电容取较大。设计仿真电路图如图所示参数设定为，E=20V，触发电压为3V，频率为20kHz，电感为1/8000H，电容为1/500F，电阻为10欧。三．仿真结果及分析=1/3;输出电压（电容电压）：驱动波形：电感电流：输出电流：有仿真结果可知，输出电压（电容电压）先增大,后减小逐渐趋于稳定并接近于10v，即基本满足于所设定占空比下的输出电压。由电感电流的波形图可看出，电感电流一直大于0，即处于连续状态，满足设计要求。=1/2输出电压（电容电压）：驱动波形：电感电流：输出电流：有仿真结果可知，输出电压（电容电压）先增大,后减小逐渐趋于稳定并接近于20v，即基本满足于所设定占空比下的输出电压。由电感电流的波形图可看出，电感电流一直大于0，即处于连续状态，满足设计要求。四．深入讨论观察仿真结果，可以看出两次的输出电压与所对应占空比下的实际电压有所误差，此误差应是由参数设定与电感电容选取有点不合适造成的；其次可以观察到输出结果的初始尖峰和稳态仍存在的不稳定波动现象，分析发现是因为设计的电路图是开环，缺少了闭环反馈控制系统，所以输出结果暂态时间长，而且输出并不是稳定的额定值。下一步应对应此系统设计闭环反馈环节，改进为闭环控制结果应该会有改善，但是尝试设计中并未成功，深表遗憾。希望以后能有所进步。五．总结 作为一名电气学生，其实很早就已经接触到了这个软件，但是在这学期的系统学习下，我更加见识到了MATLAB中丰富的图形处理能力，绘制各种图形、图像数据的函数的能力。它可以提供绘制二维和三维曲线的函数，还可以解微分方程，还可以对图形进行各种操作。MATLAB内部还包含丰富的数学函数和数据类型，使用方便且功能非常强大。本学期通过对MATLAB的系统环