留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究

方炜,  刘晓东,  刘宿城,  刘雁飞

downloadPDF
文章导航 > 电子科技大学学报  > 2015 >  44(3): 381-386
方炜, 刘晓东, 刘宿城, 刘雁飞. 基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究[J]. 电子科技大学学报, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
引用本文: 方炜, 刘晓东, 刘宿城, 刘雁飞. 基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究[J]. 电子科技大学学报, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
shu
FANG Wei, LIU Xiao-dong, LIU Su-cheng, LIU Yan-fei. Predictive Control of DC/DC Converter Based on PWA Model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
Citation: FANG Wei, LIU Xiao-dong, LIU Su-cheng, LIU Yan-fei. Predictive Control of DC/DC Converter Based on PWA Model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
shu

基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
详细信息

  • 中图分类号: TM46

Predictive Control of DC/DC Converter Based on PWA Model

  • 摘要: 基于混杂系统理论，分析了DC/DC功率变换器在连续工作模式下的动态特性，采用 步离散法得到一个占空比控制变量与连续变量直接相互作用的数学模型，即分段仿射(PWA)模型。结合预测控制方法，在建立的数学模型基础之上，设定系统的二次型性能指标，并引入预测误差对系统的输出进行反馈校正，通过性能指标的优化计算得到占空比控制信号，由此出设计预测控制器。以Buck功率变换器为研究对象，设计了一个开关频率为400 KHz的实验样机，仿真结果和实验结果验证了该方法的有效性。
  • [1] 刘国海, 吴犇, 金科, 等. 光伏发电系统中高升压比DC-DC变换器[J]. 南京航空航天大学学报, 2012, 44(1): 25-31 LIU Guo-hai, WU Ben, JIN Ke, et al. High step-up ratio dc-dc converter for photovoltaic generation system[J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 2012, 44(1): 25-31. [2] 廖志凌, 阮新波. 一种独立光伏发电系统双向变换器的控制策略[J]. 电工技术学报, 2008, 23(1): 97-103. LIAO Zhi-ling, RUAN Xin-bo. Control strategy for bi- directional DC/DC converter of a novel stand-alone photovoltaic power system[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2008, 23(1): 97-103. [3] KAVITHA A, UMA G. Experimental verification of HOPF bifurcation in DC-DC LUO converter[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, 23(6): 2878-2883. [4] 何金梅, 郑雪梅, 王卫, 等. Boost变换器混沌现象的非奇异终端滑模控制方法[J]. 电工技术学报, 2013, 28(4): 104-108. HE Jin-mei, ZHENG Xue-mei, WANG Wei, et al. Terminal sliding mode control of boost converter with chaos[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013, 28(4): 104-108. [5] 杜韦静, 张军明, 张阳, 等. 一种新型研究Boost电路大信号稳定性的模型[J]. 电工技术学报, 2013, 28(3): 188-194. DU Wei-jing, ZHANG Jun-ming, ZHANG Yang, et al. A novel model for the large-signal stability analysis of boost converter[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013, 28(3): 188-194. [6] 胡宗波, 张波, 邓卫华, 等. PWM DC-DC 变换器混杂动态系统的能控性和能观性[J]. 电工技术学报, 2005, 20(2): 76-82. HU Zong-bo, ZHANG Bo, DENG Wei-hua, et al. Controllability and observability of PWM DC-DC converters as hybrid dynamic systems[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2005, 20(2): 76-82. [7] SREEKUMAR C, VIVEK A. A hybrid control algorithm for voltage regulation in DC-DC boost converter[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2008, 55(6): 2530-2538. [8] 席裕庚, 李德伟. 预测控制定性综合理论的基本思路和研究现状[J]. 自动化学报, 2008, 34(10): 1225-1233. XI Yu-geng, LI De-wei. Fundamental philosophy and status of qualitative synthesis of model predictive control[J]. Acta Automatica Sinica, 2008, 34(10): 1225-1233. [9] 杨勇, 赵方平, 阮毅, 等. 三相并网逆变器模型电流预测控制技术[J]. 电工技术学报, 2011, 26(6): 153-159. YANG Yong, ZHAO Fang-ping, RUAN Yi, et al. Model current predictive control for three-phase grid-connected inverters[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(6): 153-159. [10] FRIEDRICH M O, JASON N, STEVE P, et al. MPC of switching in a boost converter using a hybrid state model with a sliding mode observer[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, 56(9): 3453-3466. [11] 郑雪生, 李春文, 戎袁杰. DC/AC变换器的混杂系统建模及预测控制[J]. 电工技术学报, 2009, 24(7): 87-92. ZHENG Xue-sheng, LI Chun-wen, RONG Yuan-jie. Hybrid dynamic modeling and model predictive control for DC/AC converter[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2009, 24(7): 87-92. [12] GEYER T, PAPAFOTIOU G, MORARI M. Hybrid model predictive control of the step-down DC-DC converter[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2008, 16(6): 1112-1124. [13] 张聚, 丁靖. DC-DC变换器显式模型预测控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(1): 270-274. ZHANG Ju, DING Jing. Explicit model predictive control of DC-DC converters[J]. Journal of Jilin Universtiy (Engineering and Technology Edition), 2011, 41(1): 270-274.
  • [1] 张希, 王天石, 沙金, 包伯成.  级联开关变换器中源变换器的稳定性机理研究 . 电子科技大学学报, 2022, 51(1): 73-82. doi: 10.12178/1001-0548.2021188
    [2] 周群, 杨凯, 刘雪山, 张荣飞, 张德威.  谐波补偿式Boost PFC变换器控制策略 . 电子科技大学学报, 2022, 51(2): 234-241. doi: 10.12178/1001-0548.2021305
    [3] 章军辉, 李庆, 陈大鹏.  车辆多模式多目标自适应巡航控制 . 电子科技大学学报, 2018, 47(3): 368-375. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.03.008
    [4] 程红丽, 贾龙飞.  Buck变换器的数字电流滞环控制策略的改进 . 电子科技大学学报, 2017, 46(6): 812-818. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2017.06.003
    [5] 李元勋, 叶剑, 李颉, 陈鑫华, 苏桦, 张怀武.  基于LTCC技术的DC-DC变换器基板设计 . 电子科技大学学报, 2017, 46(3): 481-484, 536. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2017.03.001
    [6] 贾美美, 张国山.  电压控制型Buck变换器的混沌控制 . 电子科技大学学报, 2016, 45(2): 208-214.
    [7] 陈勇, 李猛.  网络控制系统的预测控制算法研究进展 . 电子科技大学学报, 2016, 45(4): 564-572. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.04.009
    [8] 毕闯, 周维为, 向勇, 王京梅.  峰值电流控制高阶变换器非线性现象研究 . 电子科技大学学报, 2015, 44(3): 387-391. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.012
    [9] 毕闯, 张千, 向勇, 卢华.  峰值电流控制同步开关变换器的分岔控制研究 . 电子科技大学学报, 2015, 44(1): 67-71. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.011
    [10] 吴松荣, 许建平, 何圣仲, 王金平, 周国华.  开关变换器多频率控制方法研究 . 电子科技大学学报, 2014, 43(6): 857-862. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.011
    [11] 刘霞, 黄琦, 陈勇.  一类不确定遥操作系统的混杂控制 . 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 723-728. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.016
    [12] 谢永强, 陈建军, 朱增青.  不确定系统响应上下界分析的改进仿射算法 . 电子科技大学学报, 2011, 40(4): 634-640. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.03.033
    [13] 倪雨, 许建平, 孙璐.  定频滑模控制Buck变换器设计 . 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 551-555. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.016
    [14] 窦丽华, 董领逊, 张娟, 冯贺平.  含间隙系统的约束时间最优预测控制 . 电子科技大学学报, 2009, 38(6): 962-966. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.06.014
    [15] 李清华, 邵志标, 耿莉.  单片DC/DC变换器的分析与设计 . 电子科技大学学报, 2008, 37(1): 65-67,73.
    [16] 包伯成, 许建平, 刘中.  开关DC-DC变换器斜坡补偿的稳定性控制研究 . 电子科技大学学报, 2008, 37(3): 397-400.
    [17] 钟洁, 于盛林, 刘守生.  傅里叶描述符法提取DC-DC变换器信号特征值 . 电子科技大学学报, 2006, 35(1): 126-129.
    [18] 祁晓彬, 张玲.  多变量仿射非线性系统的可逆性秩判据 . 电子科技大学学报, 2004, 33(1): 87-90.
    [19] 汪剑鸣, 许镇琳.  利用混沌提高dc/dc变换器的EMC性能 . 电子科技大学学报, 2004, 33(5): 586-589.
    [20] 钟洪声.  开关电容矩阵DC/DC变换器 . 电子科技大学学报, 2003, 32(1): 31-34.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  2617
  • HTML全文浏览量:  130
  • PDF下载量:  465
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 刊出日期:  2015-06-15

基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
  • 刊出日期: 2015-06-15

  • 中图分类号: TM46

摘要: 基于混杂系统理论，分析了DC/DC功率变换器在连续工作模式下的动态特性，采用 步离散法得到一个占空比控制变量与连续变量直接相互作用的数学模型，即分段仿射(PWA)模型。结合预测控制方法，在建立的数学模型基础之上，设定系统的二次型性能指标，并引入预测误差对系统的输出进行反馈校正，通过性能指标的优化计算得到占空比控制信号，由此出设计预测控制器。以Buck功率变换器为研究对象，设计了一个开关频率为400 KHz的实验样机，仿真结果和实验结果验证了该方法的有效性。

English Abstract

方炜, 刘晓东, 刘宿城, 刘雁飞. 基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究[J]. 电子科技大学学报, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
引用本文: 方炜, 刘晓东, 刘宿城, 刘雁飞. 基于分段仿射模型的DC/DC变换器预测控制研究[J]. 电子科技大学学报, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
shu
FANG Wei, LIU Xiao-dong, LIU Su-cheng, LIU Yan-fei. Predictive Control of DC/DC Converter Based on PWA Model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
Citation: FANG Wei, LIU Xiao-dong, LIU Su-cheng, LIU Yan-fei. Predictive Control of DC/DC Converter Based on PWA Model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2015, 44(3): 381-386. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.011
shu

    全文HTML

参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回

    期刊在线

    编辑办公

    友情链接

    版权所有 © 《电子科技大学学报》编辑部

    地址: 成都市建设北路二段四号电子科技大学主楼中350室 电话: 028-83202308,83207559 Email: xuebao@uestc.edu.cn

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发