Buck变换器扰动补偿控制算法及实现

农业装备中普遍存在多种扰动,这些扰动对Buck变换器的输出电压影响很大,传统的比例积分PI（proportional integral）控制方法较难取得满意的控制效果。针对这一问题,该文基于扰动观测理论,提出了一种抗扰动控制方法。首先,采用变参数PI控制器代替传统PI控制器,作为改进的PI控制器。该变参数PI控制器不仅具有传统PI稳定简便的特点,而且通过实时调整PI参数可使系统在不同阶段都具有较高的性能。然后,设计扰动观测器（disturbance observer,DOB）观测出参数摄动与负载变化所带来的系统扰动,将其作为补偿量补偿到前馈通道,形成复合控制器,提高系统的收敛速度与抗扰动能力。...

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Bibliographic Details
Published in农业工程学报 Vol. 31; no. 8; pp. 214 - 220
Main Author 丁世宏 王加典 黄振跃 赵德安
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 江苏大学电气信息工程学院,镇江,212013 2015
Subjects
优化
变PI控制
扰动观测器
控制系统
算法
降压变换器
算法
algorithms
控制系统
降压变换器
变PI控制
Buck converter
disturbance observer
optimization
优化
control systems
扰动观测器
variable parameter PI control
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Summary:农业装备中普遍存在多种扰动,这些扰动对Buck变换器的输出电压影响很大,传统的比例积分PI（proportional integral）控制方法较难取得满意的控制效果。针对这一问题,该文基于扰动观测理论,提出了一种抗扰动控制方法。首先,采用变参数PI控制器代替传统PI控制器,作为改进的PI控制器。该变参数PI控制器不仅具有传统PI稳定简便的特点,而且通过实时调整PI参数可使系统在不同阶段都具有较高的性能。然后,设计扰动观测器（disturbance observer,DOB）观测出参数摄动与负载变化所带来的系统扰动,将其作为补偿量补偿到前馈通道,形成复合控制器,提高系统的收敛速度与抗扰动能力。最后,通过仿真和试验,分别验证了该算法的有效性。试验证明,采用这种基于扰动补偿的复合控制器可使Buck变换器在负载突变时,恢复时间缩短了71.4%,输出电压误差减小了20.8%。在输入突变时,恢复时间缩短了58.3%,输出电压误差减小了30.0%,有效地提高了Buck变换器的稳定性和抗扰动性。该研究为提高Buck变换器的控制性能提供了参考。
Bibliography:control systems;algorithms;optimization;Buck converter;variable parameter PI control;disturbance observer
11-2047/S
There are a variety of disturbances wide existing in the agricultural devices, including uncertain parameters, input voltage variations and load changes and these perturbations heavily affect the output voltage of the Buck converter. The traditional proportional integral （PI） control methods are difficult to obtain satisfactory performance. To solve this problem, many nonlinear theories have been applied to the Buck converter for obtaining better control performance. However, the implementation of these nonlinear controllers, such as adaptive controller and fuzzy-neural controller, generally requires complex hardware circuit or advanced processor, which increases the cost of the production and reduces the reliability of the control circuit. In this paper, based on the disturbance observation theory, a new control method for disturbance attenuation is proposed. First of all, the conventional PI con
ISSN:1002-6819
DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2015.08.031