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基于未知系统动态估计器的buck型变换器快速固定时间控制

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控制与决策 2022年第3期37卷 746-752页

作者：陈强黄佳毅南余荣浙江工业大学信息工程学院杭州310023

针对存在参数不确定、输入电压波动以及负载变化等未知动态的buck型变换器系统,提出一种基于未知系统动态估计器的快速固定时间控制方法.首先,设计基于一阶低通滤波器的估计器,实现对系统未知动态的前馈补偿.在此基础上,基于输出电压误... 详细信息

针对存在参数不确定、输入电压波动以及负载变化等未知动态的buck型变换器系统,提出一种基于未知系统动态估计器的快速固定时间控制方法.首先,设计基于一阶低通滤波器的估计器,实现对系统未知动态的前馈补偿.在此基础上,基于输出电压误差和未知动态估计值设计固定时间滑模面和反馈控制器,保证输出电压快速收敛至参考电压附近邻域内,且控制器具有较好的抗干扰能力.同时,构造基于反余切型函数的增强型趋近律,能够提高滑模变量的收敛速度和有效减小控制器抖振.最后,给出仿真和实验结果验证所提出方法的有效性.

关键词：未知系统动态估计器增强型趋近律快速固定时间控制 buck型变换器

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buck型变换器固定时间自适应控制

控制与决策 2020年第5期35卷 1183-1190页

作者：陈强钱宁南余荣浙江工业大学信息学院杭州310023

针对buck型DC/DC变换器系统,提出一种固定时间自适应降压控制方法.首先,针对系统参数已知的情况,设计固定时间滑模面和控制器,保证系统输出电压误差在固定时间内收敛到平衡点,且其收敛时间上界与系统初始状态无关,仅由控制参数决定.针... 详细信息

针对buck型DC/DC变换器系统,提出一种固定时间自适应降压控制方法.首先,针对系统参数已知的情况,设计固定时间滑模面和控制器,保证系统输出电压误差在固定时间内收敛到平衡点,且其收敛时间上界与系统初始状态无关,仅由控制参数决定.针对电阻、电感等参数值受温度及外部干扰影响发生变化且无法准确获取的问题,进一步设计自适应更新律估计系统所有未知参数,并在此基础上设计固定时间自适应控制器,保证输出电压误差在固定时间内收敛到平衡点附近的邻域内.最后通过仿真和实验对比结果验证所提出控制方法的有效性.

关键词：固定时间控制自适应控制 buck型变换器滑模控制

buck型变换器自适应有限时间降压控制算法研究

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自动化学报 2016年第2期42卷 315-320页

作者：杨晨程盈盈都海波王金平何怡刚合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

针对负载未知情况下buck型DC-DC变换器系统,基于有限时间控制技术和自适应控制技术,提出了一种新的快速降压控制算法.首先,基于时间尺度变换,对系统的平均状态空间方程进行变换;然后,利用饱和有限时间控制理论设计出一类新的快速降压控... 详细信息

针对负载未知情况下buck型DC-DC变换器系统,基于有限时间控制技术和自适应控制技术,提出了一种新的快速降压控制算法.首先,基于时间尺度变换,对系统的平均状态空间方程进行变换;然后,利用饱和有限时间控制理论设计出一类新的快速降压控制算法,以实现输出电压在有限时间内收敛到参考电压.由于控制器设计过程中考虑了饱和约束条件,使得变换器的占空比函数满足0到1之间的约束条件.对于负载未知情况,设计了有限时间观测器以估计未知负载,最终得到自适应式的有限时间控制算法.与PI控制结果进行了仿真对比,验证了所提出的控制算法既具有快速的调节性能,又具有较强的抗负载变化性能.

关键词： buck型变换器有限时间控制自适应控制有限时间观测器

基于双电流环控制buck型变换器的超低温大功率爆闪灯设计

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基于双电流环控制BUCK型变换器的超低温大功率爆闪灯设计

作者：李龙华延边大学

学位级别：硕士

近年来,各式各样的爆闪式信号灯受到社会各领域的广泛使用,爆闪式信号灯具有很强的警示作用,可以大大降低危险事故发生的概率。虽然现有的爆闪式信号灯技术已较成熟,但仍然存在着诸多问题,令用户在后期的使用和维护上有着很大的不便,例... 详细信息

近年来,各式各样的爆闪式信号灯受到社会各领域的广泛使用,爆闪式信号灯具有很强的警示作用,可以大大降低危险事故发生的概率。虽然现有的爆闪式信号灯技术已较成熟,但仍然存在着诸多问题,令用户在后期的使用和维护上有着很大的不便,例如无法使用在大功率场合;无法工作在-50℃的超低温环境;频闪管“拉弧”现象;电路中开关管导通时间很短,降低变换器效率,容易引起电感饱和而损坏开关管;储能电感利用率低;爆闪灯频闪模式过于单一,不能满足多种频闪需求。鉴于现有爆闪灯产品存在的上述问题,提出了一种基于双电流环控制buck型变换器的超低温大功率爆闪灯设计方案。首先,利用NCP5181场效应管驱动芯片的下驱动器设计双电流环控制buck型变换器,在开关管导通时,电感储能的同时向储能电容充电,当开关管截止时,电感释放能量向储能电容充电,因此电感的利用率很高,充电速度很快,特别适用于大功率爆闪灯;检测电感储能时的最大电流和最小释放电流,当电感电流达到设定的最大值时,开关管自动截止,电感开始释放能量,当电感释放电流值达到最小值(接近于0),几乎释放完能量时,开关管自动导通,从而自动调节充电速率,防止出现频闪管“拉弧”现象,提高变换器的效率和电感的利用率。其次,设计工作电源型电子加热器,具有电子加热功能的同时,提供5V的电路工作电压,把单片机及内部核心元件预热至可正常工作的温度(接近-40C°),使单片机复位成功,使整个电路可以正常工作。最后,在控制电路中采用MK7A23P单片机控制爆闪灯系统,利用模式开关设置了多种频闪模式,满足不同情况下的爆闪需求,同时单片机通过插入“停止时间”和检测低压的方式,有效克服频闪管“拉弧”现象的发生。实验结果表明,双电流环控制buck型变换器的超低温大功率爆闪灯能稳定可靠工作在-50℃的超低温环境,适用于大功率场合,能有效克服频闪管“拉弧”现象。本次设计的基于双电流环控制buck型变换器的超低温大功率爆闪灯为同领域的爆闪灯研制提供了参考,将为爆闪灯产品的创新提供新思路,且具有一定的实际意义。

关键词：爆闪灯双电流环控制 buck型变换器超低温大功率

基于变速趋近律的buck型变换器抗扰动控制

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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控制与决策 2021年第4期36卷 893-900页

作者：陈强杨晨冰南余荣浙江工业大学信息工程学院杭州310023

针对带有输入电压波动、输出负载突变以及电感电容参数摄动等匹配和非匹配扰动的buck型变换器系统,提出一种基于变速趋近律和扰动观测器的抗扰动控制方法.设计反余切型辅助函数构造变速趋近律,通过改变系统状态的收敛速度,保证系统具有... 详细信息

针对带有输入电压波动、输出负载突变以及电感电容参数摄动等匹配和非匹配扰动的buck型变换器系统,提出一种基于变速趋近律和扰动观测器的抗扰动控制方法.设计反余切型辅助函数构造变速趋近律,通过改变系统状态的收敛速度,保证系统具有较快的瞬态响应速度和较小的控制器抖振.通过对系统模型进行低通滤波,设计一种新型扰动观测器估计系统匹配和非匹配扰动.该观测器只包含一个设计参数,且无需对系统状态量求导,可以避免因求导带来的系统噪声放大问题.最后,基于李雅普诺夫稳定性理论给出观测误差和输出电压误差的收敛性分析,并通过仿真和实验对比验证所提方法的有效性.

关键词：变速趋近律扰动观测器 buck型变换器非匹配扰动

一种基于系统辨识的buck型变换器特征参数提取方法

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中国电机工程学报 2016年第20期36卷 5624-5631,5739页

作者：沈茜任磊龚春英袁慎芳南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市211106 机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016

故障预测及健康管理(prognostics and health management,PHM)对于保障系统的安全可靠具有重要作用。随着电力电子装置在各领域的应用愈发广泛,急需研究电力电子装置的PHM技术。特征参数提取是PHM技术的基础,该文首先简要说明了电力电... 详细信息

故障预测及健康管理(prognostics and health management,PHM)对于保障系统的安全可靠具有重要作用。随着电力电子装置在各领域的应用愈发广泛,急需研究电力电子装置的PHM技术。特征参数提取是PHM技术的基础,该文首先简要说明了电力电子电路特征参数提取的研究现状。然后针对基于混杂系统模型的电力电子电路参数辨识方法中,存在较多影响实际辨识精度的非理想因素这一关键问题,以电路中目标器件为建模对象建立线性模型,提出了一种通用性较好的buck型变换器参数提取方法,并结合Matlab仿真分析了该方法的性能,包括收敛速度以及辨识精度。最后进行实验验证,实验结果表明,该方法的参数辨识精度可达95%以上,验证了这一方法的有效性。

关键词： buck型变换器特征参数提取参数辨识混杂系统线性模型故障预测及健康管理

基于终端滑模和扰动观测的buck型变换器复合控制技术

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农业机械学报 2018年第12期49卷 387-392,428页

作者：高伟倪媛媛丁世宏江苏大学电气信息工程学院镇江212013 芜湖职业技术学院电气工程学院芜湖241000

目前功率变换器的控制方法以纯状态反馈为主,当干扰较大时一般需要通过较大的增益来抑制干扰的影响,而高增益控制器通常会影响闭环系统的动态或稳态性能。为进一步提高buck型变换器控制系统的动态和稳态性能,提出了一种基于非奇异终端... 详细信息

目前功率变换器的控制方法以纯状态反馈为主,当干扰较大时一般需要通过较大的增益来抑制干扰的影响,而高增益控制器通常会影响闭环系统的动态或稳态性能。为进一步提高buck型变换器控制系统的动态和稳态性能,提出了一种基于非奇异终端滑模控制方法和扰动观测技术的复合控制方案。首先,考虑外界干扰、系统不确定以及参数变化的影响,建立buck型功率变换器的平均状态模型;其次,基于非奇异终端滑模控制方法,设计滑模控制器,实现buck型变换器的基本电压调节功能;最后,利用扰动观测技术,构造非线性扰动观测器实现对扰动的观测,并将扰动观测值作为前馈与状态反馈结合形成复合控制,进一步改善了系统的性能。仿真和实验验证了所提方法的有效性。

关键词： buck型变换器终端滑模扰动观测

buck型变换器数字PID控制器设计方法研究

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通信电源技术 2010年第4期27卷 1-3页

作者：王旭峰陈维荣彭飞冒波波西南交通大学电气工程学院四川成都610031

buck型变换器包括buck变换器及其衍生的全桥变换器。文中以buck型变换器为控制对象,给出了频域补偿设计中模拟PID控制器的零极点配置原则,实现了其比例、积分、微分系数的整定。在此基础上,运用连续系统离散化方法,最终完成数字PID控制... 详细信息

buck型变换器包括buck变换器及其衍生的全桥变换器。文中以buck型变换器为控制对象,给出了频域补偿设计中模拟PID控制器的零极点配置原则,实现了其比例、积分、微分系数的整定。在此基础上,运用连续系统离散化方法,最终完成数字PID控制器的参数设计。MATLAB/SIMULINK仿真结果表明,通过上述方法设计实现的数字PID控制器能够满足系统的控制要求,输出响应具有良好的静态与动态特性。

关键词： buck型变换器频域补偿设计模拟PID控制器数字PID控制器

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buck型变换器非奇异固定时间滑模控制

计算机测量与控制 2019年第6期27卷 62-65,74页

作者：钱宁陈强杨宇南余荣浙江工业大学信息工程学院

针对存在参数不确定性的buck变换器系统,提出一种非奇异固定时间滑模控制方法;首先,设计非奇异固定时间滑模面,并基于该滑模面设计固定时间控制器,保证系统输出电压误差在固定时间内收敛到平衡点的邻域内,且其收敛时间上界与系统初始状... 详细信息

针对存在参数不确定性的buck变换器系统,提出一种非奇异固定时间滑模控制方法;首先,设计非奇异固定时间滑模面,并基于该滑模面设计固定时间控制器,保证系统输出电压误差在固定时间内收敛到平衡点的邻域内,且其收敛时间上界与系统初始状态无关;其次,设计自适应律估计系统不确定干扰上界,有效抑制不确定干扰对系统的影响,该方法无需干扰上界的先验知识;最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。

关键词： buck型变换器非奇异终端滑模自适应控制固定时间控制