全局滑模控制Buck变换器研究的开题报告

电力电子变换器中的滑模变结构控制的开题报告一、研究背景随着电力电子技术的不断发展，电力电子变换器在工业控制中扮演着越来越重要的角色。

滑模控制理论是一种广泛应用于工业控制中的控制策略，具有很高的鲁棒性和可靠性。

电力电子变换器中的滑模变结构控制，是将滑模控制理论应用于电力电子变换器控制系统中的一种方法。

该方法在电力电子变换器的运行过程中，通过引入滑模变量和滑模控制器等元素，使得变换器在负载变化、系统参数变化和不确定性噪声等不稳定因素的影响下，能够保持系统的稳定性和响应速度。

二、研究内容本论文主要针对电力电子变换器中的滑模变结构控制进行研究，具体包括以下内容：1. 电力电子变换器中的滑模控制理论研究，包括滑模控制基本原理、滑模变量设计、滑模控制器设计等。

2. 基于电力电子变换器的数学模型，对滑模控制器进行仿真和分析，探究其在变换器中的应用效果。

3. 对不同类型的电力电子变换器进行实验验证，验证滑模控制器在实际工作中的控制效果和鲁棒性。

4. 总结分析滑模控制器在电力电子变换器控制中的应用优势和瓶颈，并提出相关的优化策略。

三、研究意义电力电子变换器是工业控制中的重要装备，其性能直接影响到工业生产的稳定性和效率。

滑模变结构控制方法在提高电力电子变换器控制性能方面具有独特优势，其研究不仅可以推动电力电子技术的发展，而且对于提高工业生产的效率、降低能源消耗、促进经济发展都具有重要意义。

四、研究方法1. 理论分析法，主要是对电力电子变换器和滑模控制理论进行深入的理论研究和分析。

2. 数值仿真法，利用Matlab和Simulink等软件对滑模控制器进行仿真和分析，进一步验证控制效果。

3. 实验验证法，基于不同类型的电力电子变换器，进行实际控制效果测试和性能比较。

五、论文结构第一章绪论1.1 研究背景1.2 研究内容1.3 研究意义1.4 研究方法1.5 论文结构第二章电力电子变换器基础知识2.1 电力电子变换器概述2.2 电力电子变换器工作原理2.3 电力电子变换器数学模型第三章滑模控制理论基础3.1 滑模控制基本原理3.2 滑模变量设计3.3 滑模控制器设计第四章电力电子变换器中的滑模变结构控制4.1 滑模变结构控制思想4.2 滑模变结构控制器设计4.3 电力电子变换器中的滑模变结构控制实现第五章滑模变结构控制的仿真与分析5.1 电力电子变换器的仿真模型建立5.2 滑模变结构控制仿真5.3 仿真结果分析第六章实验验证与分析6.1 实验平台设计6.2 实验结果分析6.3 实验结论第七章结论与展望7.1 结论7.2 存在问题与展望参考文献。

BUCK 变换器及其控制技术的研究一、实验目的1、理解开环、电压单闭环和电压电流双闭环控制策略的原理，完成系统闭环控制调试；2、建立变换器的模型，通过仿真和实验掌握电压和电流调节器的参数设计方法；3、验证BUCK变换器的输入输出波形特性，PWM波形，及输入输出数量关系，加深对BUCK变换器连续和断续工作模态下的工作原理及特性的理解。

二、实验内容熟悉SG3525的原理及使用方法，理解PWM波产生过程；研究BUCK变换器开环、电压闭环、电压电流双闭环状态下电路各器件，包括功率管、二极管、电感电压电流工作情况，输入输出电量关系，控制电路参数对变换器的性能的影响。

观察电压纹波，观察不同电感、频率和负载对电流连续点的影响。

理解BUCK 变换器闭环控制过程，掌握闭环性能指标。

变换器的基本要求如下：输入电压：20~30V输出电压：15V（输出电压闭环控制时）输出负载电流：0.1~1A工作频率：50kHz输出纹波电压：≤100m V三、实验仪器四、实验原理1)BUCK主电路原理图（图1）图1.BUCK主电路原理图2)控制电路SG3525内部结构框图（）图2.SG3525内部结构框图五、实验步骤1、将BUCK变换器挂箱的所有开关关闭后再接线。

2、控制电路接20V直流电压，调节电位器RW1，用示波器观察并记录占空比为某一定值时SG3525 各管脚波形及驱动电路输出波形。

注意观察SG3525 的9脚、5脚波形和输出波形之间的关系，理解SG3525 芯片PWM 波产生过程。

调节RW2观测PWM波频率的变化，通过测得的PWM波计算PWM波频率。

3、控制电路接20V直流电压，主电路接6-30V可调直流电压，可控制开关S4打在开环状态。

当将开关打在单环时，电路工作在单电压环控制模式下，打在双环时，电路工作在电压电流双环控制模式下。

分别观察三种控制模式下SG3525各管脚波形及驱动电路输出波形。

（一）.开环状态（1）.电感电流连续情况：打开主电路电源，使主电路工作电压为25V，观察电感支路的电流波形，调节负载，使电感工作在电流连续情况下。

滑模变结构控制Buck变换器的控制作者：王瑞秦明慧黄瑞平来源：《科技资讯》2014年第19期摘要：随着可再生资源的日益普及工业快速发展，Buck变换器的应用越来越普遍。

相比于PI控制的Buck变换器，可以通过使用滑模变结构来控制，这样可以达到稳态精度更高，动态响应更快速以及更强的鲁棒性等优点。

本文深入研究Buck变换器滑模变结构控制系统，分析参数选择依据，设计控制电路并给出仿真结果验证所提方法的可行性。

关键词：滑模变结构控制（SMC） Buck变换器鲁棒性中图分类号：TP13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0121-02大部分的直流-直流变换器等电力电子变换器使用的都是线性化技术控制，系统的参数有变化的时候，传统的PID控制系统会比较敏感，开关变换器有动态响应速度慢[1]（大约需3 ms左右才能达到稳定）、输出波形不稳易受输入电压及负载波动影响[2]。

因此，提高直流Buck变换器的动态响应和稳态性能具有现实意义。

作为一种非线性控制理论，采用滑模变结构控制具有以下优点：变换器拥有更宽的稳定范围、更快速地动态响应，更强的鲁棒性等[3]。

本文首先研究变结构控制理论，系统分析Buck 变换器滑模变结构控制策略，利用相平面、等效控制量等方法研究系统的动态响应过程、滑模运动区域等问题，最后给出部分仿真结果以验证所提方案的正确性。

1 滑模变结构控制理论1.1 基本概念系统在某一子流上运动的时候，系统的状态轨迹被迫根据设计好的滑模面运动至平衡点，这就是滑模变结构中的滑动模态，如果系统开始滑动模态，对外界干扰或者参数扰动在一定条件下拥有不变性，所以它的完全自适应性比鲁棒性个更加优越[4]。

1.2 设计基本问题初始状态的时候系统不一定在滑模面上，这时候就需要滑模变结构控制器促使状态变量作用到滑模面，然后沿滑模面滑动到平衡点。

（1）滑模面函数选取，电力电子变换器系统，通过开关的切换变换结构，为非线性系统。

毕业设计（论文）开题报告一、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）1. 选题背景及课题目的和意义自第三次工业革命以来，电力电子技术飞速发展，广泛应用于电力、电子、通信、计算机等领域。

其中，开关功率变换器作为一种基本的电力电子元件，国内外对于其应用和研究进行了广泛的探讨。

然而随着电力工业发展，用户对电能质量的要求越来越高，各种电子元件特别是微处理器对供电模块的性能提出了极高的要求，传统的控制方法越来越不适用于现代电力工业对负载动态响应速度，稳态精度和传输效率的要求。

经过半个多世纪的不断探索，开关功率变换器的控制技术有了脱胎换骨的变化，实现了从传统的模拟调制向数字调制，从单一电压调制向电压、电流、电荷以及组合调制方式的转变，有效的提高了变换器的动态性能。

本课题的目的在于综合分析比较现有调制方式，选择合理的有现实意义的调制策略，对其进行深入分析和研究，最终实现所选择方式的实验实现，为进一步的研究提供基础，实现相关领域人才和技能的培养。

2. 国内外研究现状与选型分析按照开关变换器控制方式的发展历程，经历了从模拟控制到数字控制，从单环控制到双环控制，从线性控制到非线性控制，从单一控制量到组合控制的转变，有效的提高了开关变换器的快速响应能力，可以较好的满足现代电力工业对复杂电力环境下调制的要求。

模拟控制技术是最早应用于各个控制领域，不失为一种有效的控制手段，但随着电子信息工业的发展和微型计算机的普及，基于计算机的数字控制技术异军突起，借助于信息工业的优势，称为现代控制技术的主要发展方向。

模拟控制技术是一种连续控制，通过事先计算好的电感电容参数组建电路，实现对输出量的控制。

经过多年的发展，模拟控制技术已经相当成熟，然而其依然存在难以克服的固有缺陷：①元器件比较多，控制电路复杂，不易于小型化；②控制策略受到电路元件和电路结构的局限，控制电路成型后很难修改；③由于模拟元件参数随工作环境变化，导致系统控制精度下降；④调试不方便，难以实现复杂控制方案，灵活性较低。

基于DSP的BUCK变换器滑模控制策略研究王文娟郑诗程葛芦生安徽工业大学电气信息学院（马鞍山243002）摘要本文首先分析、研究了滑模控制的原理以及传统的开关控制特性，并结合BUCK变换器的特点，提出了新的控制方式－－滞环函数的开关量控制和改变占空比控制相结合的复合控制方式；系统采用输出电压闭环控制，有效改善了系统的抖震和噪音问题，并获得了良好的动静态性能；实验表明，本文提出的控制方式切实有效、可行。

关键词滑模; 滞环; 占空比Research on sliding mode control strategy based onDSP for BUCK converterWang wenjuan, Zheng shicheng, Ge lusheng,School of electrical and information of Anhui university of technology (Ma’anshan 243002) Abstract:This paper analyzes the principle of sliding mode control and the characteristic of conventional switch control. Considering the BUCK converter, the novel control method is presented, which refers to the compound control method. It combines the switch control of h ysteresis loop function with the varying duty-cycle control. The closed loop control of output voltage is applied in the system to improve the doushen and noise problem, the better dynamic and static performance is obtained simultaneously. The novel control method presented in this paper is proved effective and feasible by experiments. Keywords: Sliding mode; Hysteresis loop; Duty-cycle1.引言目前，滑模控制凭借其鲁棒性强的优点已广泛应用于各种电力电子变换器中，而在BUCK变换器控制中，滑模控制也是屡见不鲜。