Boost变换器的控制器设计及粒子群优化

发布时间：2021-03-19 20:23

　　PWM型Boost变换器是一个强非线性离散系统,其中的控制器参数整定一直是一个难点,本文针对这一问题研究了利用PSO设计控制器参数。首先,在分析了Boost变换器模型及其非线性特性的基础上,搭建了带有PI控制器的Boost变换器仿真模型,接着,采用粒子群算法分别以ITAE指标和ISE指标对Boost变换器的PI控制器进行了参数整定,最后,进行了仿真验证和硬件验证。仿真结果和硬件验证结果表明,采用ITAE指标整定的控制器,Boost变换器输出电压响应无稳态误差、无超调,同时具有最小的调节时间。 

【文章来源】：电子器件. 2020,43(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

Boost变换器拓扑结构

此时带有PI控制器的Boost变换器结构图如图2 所示。根据在保证系统稳定的前提下带宽越大越好这一设计原则,选择令穿越频率等于右半平面零点的1/10,并让PI带来的零点恰好抵消LC网络带来的双重极点。在这样的设计原则指导下,可以得到如下PI参数:

本文采用PSO算法来优化PID控制器的两个控制参数即kP和kI。图3表示了为Boost变换器所应用的PSO算法的框图,采用MATLAB软件搭建仿真模型,通过将粒子所表示的PI参数代入Boost变换器,以此来计算适应度值进而评价粒子的优劣。PI控制器的传递函数表达式为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于修正混杂系统模型的Boost变换器LC参数辨识方法[J]. 任磊,龚春英.  中国电机工程学报. 2018(22)
[2]基于Boost电路的预测PI控制[J]. 程功,任正云.  微型机与应用. 2017(01)
[3]DC/DC变换器无静差二次型最优PID参数整定[J]. 尹丽云,陆益民,林小峰.  计算机工程与应用. 2007(10)
[4]DC/DC开关变换器滑模变结构控制的新方案[J]. 伍言真,丘水生,陈艳峰.  电子学报. 2000(05)

硕士论文
[1]基于预测PI控制的BOOST电路控制算法研究及设计[D]. 程功.东华大学 2017
[2]宽压高效DC/DC模块电源设计[D]. 姜志亮.北方工业大学 2013
[3]Boost变换器的控制研究与实现[D]. 王宁斌.西安理工大学 2008



本文编号：3090171