DC/DC变换器变结构控制及其在直流电机调速中的应用

本文对升压型(Boost)和降压型(Buck)这两种最典型的DC-DC开关变换器分别提出一种新的滑模控制方法，建立起数学模型，给出电路仿真，并与传统的的方法相比较。为了说明其实用性，本文以Buck和全桥型DC-DC变换器为例，探讨其在直流电动机降压调速中的应用。 对Buck变换器本文提出一种新的变结构控制方法，用两个滑模面分别实现变换器内外环控制，内环滑模面用于电流控制环，外环滑模面用于电压控制环。通过仿真和比较表明这种控制可获得比单滑模面控制更多的反馈信息，得到更好的动态品质，对参数的摄动和外界干扰具有很强的鲁棒性，抖振很小，且稳态误差也很小。 对Boost变换器本文提出一种混合控制方法，把PI控制与滑模变结构控制(SMVSC)相结合用于Boost变换器，当输出偏差较大时(大于阈值)采用SMVSC，而在输出偏差较小时(小于阈值)采用PI控制。这种方法使系统既具有前者的快速性和鲁棒性，又由于后者的作用消除了滑模面附近的高频抖动及滑动模态误差，经仿真及实验表明这种方法控制效果十分理想。 为了探讨上述方法的实用性，本文提出一种直流电动机降压调速新方法，用双滑模面变结构控制Buck变换器进行直流电动机降压调速，双滑模面分别实现直流电动机内外环控制，内环滑模面用于电流控制环，外环滑模面用于转速控制环。通过仿真和比较表明这种变结构控制降压调速，可得到平滑无级调速；上升时间、调整时间均很小；有很强