基于无源的控制器可使直流到直流电源转换器稳定参考.doc

基于无源的控制器直流到直流电源转换器稳定 H.SIRA-RAMIREZ, R.A.PEREZ-MORENO, R.ORTEGA, M.GARCIA-ESTEBAN 动态反馈控制器基于无源控制直流到直流脉宽调制（PWM电源转换器占空比。拉格朗日性质PWM模式。电源供应器脉宽调制欧拉拉格朗日系统基于无源性的反馈控制器间接稳定脉宽调制（PWM）控制的直流到直流电源转换器的升压降压-升压和降压类型输出。控制器设计的基础著名的平均脉宽调制模式电路。平均模型欧拉-拉格朗日系统一平均欧拉-拉格朗日参数。的是根据一个能量成形加阻尼通过非线性动反馈。基于无源占空比转换器的情况调节反馈理想开关和理想电路元件基的模，进行评估，通过计算机模拟，现实的随机扰动换器，其中包括电阻和源。一九九七Elsevier科技有限公司该直流到直流的电源反馈调节，，通过脉宽调制（PWM）反馈策略，适当稳定。这些设备PWM控制几本书，其中包括由Severns和Bloom(1982）Kassakian等人（1991）和Rashid（1992）该话题广泛，包括许多作者，Sira-RamirezLischinsky-Arenas（1991）。滑控制的开关电源，第一个Venkataramanan等人（1985），最近Sabanovic等人（1993）在运动控制系统的范围内。反馈控制器的设计方法都完全忽略了要么是原始转换电路或它的闭环结构与能源有关的物理性质。控制器的设计理念，主要坚持一个数学的动平均闭环线性化，是面向解决稳定，跟踪任务。 在内的PWM反馈直流到直流电源转换器状态模型已经Middlebrook和Cuk（1976）从离散近似的观点。一个有趣的细化和本阶级的平均脉宽调制模式一个有趣的完善和推广这一类的平均脉宽调制模式利用平均微分方程的解析理论已Krein等人(1990)。同平均模型，称为无限开关频率平均模型， Sira-Ramirez（1989）导出了Filippov的（几何）平均观点（见Filippov 1988） 。所有平均脉宽调制模式从纯粹的数学观点来证明，没有地考虑其可能的物理意义这是我们的目标之一这项研究表明平均的PWM电源转换器，可来自能源性质的开关电路。经常被忽略的DC - DC电源转换器物理性能主要优势，我们可以有利地利用这些反馈控制器设计特性。特别是，我们想探讨反馈占空比的相关性和影响（有关控制器的设计见TakegakiArimoto的研究（1981），后来的发展看Ortega和Spong（1989）Berghuis和Nij-meijer（1993）和Brogliato等人（1995） 。基于无源控制器设计技术一般的脉宽调制式DC - DC电源转换器调节，提供了一个理想化数学动机，实际从古典欧拉-拉格朗日动态因素推导出来。在本文中，首先提出一个欧拉-拉格朗日建模法，它确立了众所周知的DC - DC电源转换器物理特性。尤其是，我们证明了传统平均脉宽调制模式开关变换器升压，降压-升压和降压类型欧拉-拉格朗日该方法建立一套合适的平均占空比欧拉-拉格朗日参数这平均参数设置一个一致性和两个中间电路拓扑结构的发光参数有趣的是，衍生平均脉宽调制模式完全合该著名平均模型的直流到直流电源转换器，Middlebrook和Cuk（1976）Sira-Ramirez（1989）和Amran等人推导无限开关频率模型（1991）。由于平均输出电压变量非最小相位性质，可以直接应用基于无源设计方法，主要针对输出电压调节导致动态反馈控制器不稳定。这是因为一个基本的平均系统模型反演部分在控制器进行设计阶段这个原因，一个间接的方法，通过电感电流稳定调节输出电压间接控制器设计非最小相位系统合理的，对于非线性系统，Benvenuti等人（1992） ，在直流到直流电源转换器，Sira-Ramirez和Lischinsky-Arenas（1991）间接控制技术自然产生，由模块理论成果，在滑模的多变量线性非最小相位系统，Fliess和Sira-Ramirez（1993）推断通过表现，间接的动态反馈控制器试验获得成功，为转换的例子。所用开关升压转换器的模型，包括一个未建模随机扰动入，直接影响到外部电压源，以及每一个电路元未建模寄生电阻。该模型开关，通常由一个晶体管和一个二极管，采取Czarkowsi和Kazimierczuk（1993）所建议的，是一个理想的开关，混杂着阻和寄生电压源，与二极管。本文组织如下。第2节介绍了一个动力学为基础派生的平均脉宽调制模式的升压 ，降压-升压和降压转换器。一个理想的等效电路实现，三种转换。第3基于无源反馈控制器开发，要为升压和降压-升压转换器事例，非最小相位特性的直接输出电压调节选项。降压转换器的情况一个非最小相位性质，因此，直接和间接输出电压调节被认为同样可行