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ELECTRONICSWORLD技术交流
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基于神经网络PID的DC-DC变换器设计与仿真
中国航空制造技术研究院张驰李忠建
本文分析了大功率充电机中移相全桥零电压零电流(ZVZCS)变换
器的工作原理，设计了移相全桥ZVZCS变换器电压电流双闭环PID控制
系统，针对实际工程中的非线性被控对象，运用BP神经网络PID控制
对传统PID控制系统进行升级。利用Matlab软件中的Simulink工具箱，
搭建了移相全桥ZVZCS变换器主电路与控制系统仿真模型，运用S函
数实现了BP神经网络PID控制，仿真结果验证了设计的可靠性。
伴随着电池技术的发展与大规模应用，大功率充电机对效率、
电磁兼容性以及可靠性要求越来越高，对其核心DC-DC变换器提出
了更高的要求。
移相全桥ZVZCS变换器作为目前DC-DC变换器中较为成熟电路
拓扑，充分利用辅助电路实现软开关，开关器件应力小，功率变压
器利用率高，在中大功率场合应用广泛，提高开关频率的同时应用
软开关技术来减小开关损耗。传统PID控制与智能控制相结合的BP神
经网络PID控制的提出，为DC-DC变换器的研究提供了新的方向。图2移相全桥ZVZCS变换器主要工作波形
本文详细介绍了一种移相全桥ZVZCS变换器，分析了其工作原,t]
（2）t∈[t
01
理，设计了主要参数，在Buck变换器PWM开关等效模型的基础上，t时刻C=0，G零电压关断；变压器初级电流I对C充电，对C
011p13
为了弥补移相全桥ZVS变换器轻载时副边占空比丢失的缺陷，引入变放电，变压器原边电压V逐渐减小，此时原边电流I=I/K，I表
abp0oo
压器副边电压有效占空比的概念，建立了ZVZCS全桥变换器的等效示输出端的负载电流；t时刻，V降为零，C的电压降为零，D自
1ab33
小信号模型，设计了相应的PID控制器，分别用常规方法和神经网络然导通。
PID控制方法设计控制系统，并通过Matlab进行仿真分析。
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