基于非奇異終端滑模技術的DC-DC Buck變換器研究

鄭則炯，黃 鵬，程曉燕

（1.廣東輕工職業技術學院 機電技術學院，廣東 廣州 510300；2.日立電梯（中國）有限公司 技術研發部，廣東 廣州 511430）

1 研究背景

目前，DC-DC Buck變換器已在不同行業（如汽車新能源等）中陸續使用，其穩定性和響應快速性將決定它的使用壽命。所以，對DC-DC Buck變換器穩定性及動態性的深層次研究具有現實意義[1-2]。目前，國內外許多學者對DC-DC Buck變換器控制策略進行了研究，其中常見的非線性控制方法有：平均電流技術[3-4]、傳統滑模技術[5-6]及終端滑模技術[7-10]等。

在平均電流技術方面，文獻[3]提出了一種對平均電流進行改進的控制方法，其控制原理簡單，但該方法的難點是要對2個補償器進行設計及參數整定。文獻[4]針對DC-DC Buck變換器的瞬態響應，提出了一種基于遺傳算法控制平均電流的方法，但該方法相當復雜且穩定性較低。

在傳統滑模技術方面，文獻[5]采用傳統比例積分控制器（proportional integral controller，PI）與滑模控制相結合的方法，即采用傳統PI 技術對外環電壓進行控制，同時采用滑模控制技術對內環電流進行控制，但該方法存在工作頻率不固定、動態響應慢的缺點；文獻[6]采用線性化反饋進行固頻滑模控制，該方法的優點是具有快速的瞬態響應，不足的是穩態誤差較大。

上述2種技術方法只有當時間趨向無限時，狀態變量才無限趨近于穩定點，而終端滑模技術能使狀態變量在有限時間內快速收斂于穩定點。例如文獻[7]設計了一種有限時間終端滑模控制器，文獻[8]提出了DC-DC Buck變換器電壓-電流雙閉環終端滑模控制方法。……