基于新型PID算法的数字DC-DC变换器的设计

发布时间：2017-12-23 02:07

  本文关键词：基于新型PID算法的数字DC-DC变换器的设计　出处：《东南大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： DC-DC变换器 数字控制 动态响应 自适应PID算法 新型PID算法

【摘要】：随着移动电话、笔记本电脑以及智能手表等电子产品的不断发展和广泛使用,这些便携式设备对电源芯片的要求也越来越高。传统的模拟控制电源以前虽然长期占领着市场,但模拟控制由于其本身固有的缺点越来越不能够满足现代设备对电源的要求,数字电源正在以蓬勃发展的趋势成为各大高校和企业的研究热点。本文的目的是为电压反馈的Buck型DC-DC变换器设计合适的数字补偿算法,从而提高输出电压的动态性能和稳态性。本文在传统数字PID控制算法的基础上提出了自适应PID控制算法和新型PID控制算法,自适应PID算法根据输出电压的状态自适应地调整Kp、Ki和Kd三个参数；而新型PID算法是在自适应PID算法的基础上结合分离采样PID的思想,将AD-P进行过采样来进一步提高系统的动态性能。根据这三种控制算法下电源系统的Matlab/Simulink仿真结果可以看出,新型PID算法不仅在线性瞬态响应和负载瞬态响应上都要优于其他两种控制算法,而且它还解决了启动过程超调量过大的问题。最后,本文利用FPGA搭建了数字控制DC-DC变换器验证平台,分别对三种控制算法进行闭环测试,测试结果表明：开关频率1MHz、输入电压3.6-5V的DC-DC变换器,与传统PID和自适应PID算法相比,当负载电流变化700mA时,新型PID算法的负载响应时间分别缩短了75%和58%,超调量分别减少了45.89%和41.7%。此外,新型PID算法下系统的电压调整率和负载调整率分别为1mV/V和30.2gV/mA,提高了系统的稳定性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46

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本文编号：1321967