半橋ZVS變換器的PID控制模型設計

方偉明,程漢湘,彭潔峰,李 勝,陽海彪

(1.廣東工業大學,廣州 510006; 2.華中科技大學,武漢 430070)

半橋ZVS變換器的PID控制模型設計

方偉明1,程漢湘1,彭潔峰1,李 勝2,陽海彪1

(1.廣東工業大學,廣州 510006; 2.華中科技大學,武漢 430070)

以半橋ZVS變換器作為研究對象,運用狀態空間平均法建立小信號數學模型,設計了電流內環、電壓外環雙閉環反饋系統。用MATLAB軟件自帶的SISOTOOL工具箱設計電壓電流PID傳遞函數的參數,可減少系統設計的復雜性。通過Matlab對實例進行分析,驗證了設計的電流內環、電壓外環雙閉環反饋系統參數選擇的合理性。

移相半橋;SISOTOOL;建模仿真;雙閉環反饋

由于移相變換器具有電壓電流應力小、功率利用率高等優點,成為目前DC/DC變換器中最常用的電路拓撲,常應用在中大功率電路中。而作為一個閉環的自動控制系統,移相半橋變換器使用了大量的非線性元件,使得其數學建模成為了難點[1]。

本文以傳統對稱半橋變換器作為研究對象[2-6],運用了狀態空間平均法建立小信號數學模型,確定其功率級傳遞函數,進而可設計出電流內環、電壓外環雙閉環反饋系統的PID調節函數的參數,并通過Matlab 對實例進行了分析,驗證了雙閉環參數選擇的合理性。SISOTOOL能通過根軌跡圖/波特圖進行控制器的參數設計,不需要復雜的編程與建模,只需導入系統各個環節的模型后就能自動顯示根軌跡圖和波特圖,同時拖動鼠標可直觀看出設計的結果,直到設計出滿意的參數為止。最復雜的就是參數的確定,本文運用MATLAB中自帶的SISOTOOL工具,可減少設計的復雜性。……