论文摘要
DC-DC开关变换器的建模分析是研究开关电源的基础,对开关电源的分析与设计具有重要意义。因此,本文对DC-DC开关变换器的建模分析进行了研究,有助于开关电源的性能优化和设计效率的提高。在对DC-DC开关变换器建模方法的现状及发展趋势进行深入分析的基础上,本文提出了一种基于状态空间的非理想基本变换器的电路建模方法。以非理想Buck变换器和Buck-Boost变换器为例,分别在电感电流连续导通和断续导通两种模式下,阐明了其建模过程,并建立了其电路状态方程。在控制方面,本文首先介绍了T-S模糊控制。针对Buck-Boost变换器的非线性特性,基于其电路状态方程,分别建立了电感电流连续导通和断续导通两种模式下的T-S模糊模型。基于T-S模糊模型良好的局部线性的特点,在每个线性的局部模型中,基于普通的二次Lyapunov函数方法,采用并行分配补偿（PDC）策略,设计了其模糊控制器,利用线性矩阵不等式（LMI）求解控制器参数,对其进行仿真研究,将仿真结果与PI控制方式相比较。随后针对Boost变换器的非线性特征,在电感电流连续导通和断续导通两种模式下,根据Boost变换器的电路状态方程,分别建立了电感电流连续导通和断续导通两种模式下Boost变换电路的T-S模糊模型。在断续导通模式下,电路的状态方程为分段方程,因此本文引入了切换函数,将分段的状态方程整合成一个状态方程;调整切换函数的参数,整合后断续模式下的状态方程将转化成连续模式下的形式,从而统一了连续导通和断续导通两种模式下电路状态方程及其T-S模糊模型。基于T-S模糊模型良好的局部线性的特点,在每个线性的局部模型中,基于普通的二次Lyapunov函数方法,采用并行分配补偿（PDC）策略,分别设计了Boost变换器的模糊控制器,然后利用线性矩阵不等式（LMI）求解控制器参数,对其进行仿真研究,并将仿真结果与PI控制方式相比较,仿真结果表明本文所构造的Boost变换器的T-S模糊模型是可靠的,基于T-S模型设计的控制器具有较强的鲁棒性和抗扰性。
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摘要ABSTRACT目录第一章 绪论1.1 课题背景1.2 DC-DC变换器研究现状1.2.1 建模方法1.2.2 控制方法1.2.3 拓扑结构1.2.4 软开关技术1.3 论文的主要内容及研究工作第二章 DC-DC变换器的建模2.1 BUCK变换器的建模2.1.1 Buck变换器简介2.1.2 CCM模式下Buck变换器的建模2.1.3 DCM模式下Buck变换器的建模2.2 BUCK-BOOST变换器的建模2.2.1 Buck-Boost变换器简介2.2.2 CCM模式下Buck-Boost变换器的建模2.2.3 DCM模式下Buck-Boost变换器的建模2.3 本章小结第三章 BUCK-BOOST变换器的T-S模糊建模与控制3.1 概述3.2 T-S模糊控制系统3.2.1 T-S模糊模型3.2.2 Lyapunov稳定性理论3.2.3 并行分配补偿（PDC）3.2.4 线性矩阵不等式（LMI）3.3 CCM模式下T-S模糊建模与控制3.3.1 T-S建模与仿真研究3.3.2 参数确定时T-S模糊控制器的设计与性能仿真3.3.3 参数不确定时T-S模糊控制器的设计与性能仿真3.4 DCM模式下T-S模糊建模与控制3.4.1 T-S建模与仿真研究3.4.2 参数确定时T-S模糊控制器的设计与性能仿真3.4.3 参数不确定时T-S模糊控制器的设计与性能仿真3.5 本章小结第四章 BOOST变换器的T-S模糊建模与仿真研究4.1 BOOST变换器的状态方程数学模型4.1.1 电感电流连续模式Boost变换器的状态方程4.1.2 电感电流断续模式Boost变换器的状态方程4.2 电感电流连续模式BOOST变换器的T-S模糊建模与仿真4.2.1 电流连续模式Boost变换器的T-S模糊建模4.2.2 电流连续模式Boost变换器的T-S模型的仿真研究4.3 电感电流断续模式BOOST变换器的T-S模糊建模与仿真4.3.1 电流断续模式Boost变换器的T-S模糊建模4.3.2 电流断续模式Boost变换器的T-S模型的仿真研究4.4 本章小结第五章 BOOST变换器的T-S模糊控制器的设计与仿真5.1 参数确定BOOST变换器的T-S模糊控制器设计5.2 参数不确定BOOST变换器的T-S模糊控制器设计5.3 BOOST变换器的T-S模糊控制器的求解5.4 模糊控制器性能仿真研究5.4.1 电流连续模式下模糊控制器性能仿真研究5.4.2 电流断续模式下模糊控制器性能仿真研究5.5 本章小结第六章 结论与展望6.1 本文所作工作总结6.2 不足之处及未来展望致谢参考文献
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