基于单片机控制DCDC变换器及研究.pdf

摘要单脉机;近的年中,将模糊控制理论应用于—开关变换器中的研究广’泛的展开。续扰动会引起变换器工作状态参数的线性变化,以及由于系统工作时导通比有上而模糊控制用语言描述和规则的形式来直接表达操作人员,设计者和研究人员的直觉和经验,在不需要建模的情况下直接控制系统。9乇浠黄魇且本文提出前馈模糊控制和闭环电压反馈控制的复合控制模型,通过单片机实现对前馈电压的模糊控制,辅助闭环电压反馈控制系统来实现对正激变换器的控前馈控制;在实际电路中—开关变换器是一个强非线性离散性系统,因为开关器件在一个周期中即工作在饱和区又工作在截止区,系统在开关导通时间段和关断时间段都是线性的,即系统是按时间分段线性的和时变的,同时由于外部瞬态或持限和下限而使脉宽调制器具有饱和非线性。个强非线性离散性系统,其内在的强非线性特征引起了学者们的很大关注,在最制。为了进一步改善系统的控制性能,对数字控制系统的主要补偿方法进行了全面的分析,最后选择用前馈控制来改善输出响应特性。详细介绍了前馈模糊控制系统的设计,主要包括以单片机/;黄鰽虳/;黄鰽为主的硬件电路及软件设计。并且,在文章的最后,对实验结果进行了详细的分关键词:转换器;模糊控制;复合控制析。\
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第一章绪论课题的研究背景与意义是一门由功率半导体技术和微电子技术实算机、工业自动化和航空航天技术中,其中9乇浠黄骷际醯姆⒄褂τ镁领先,便于实现,构成了最大的一类“6赜诳刂品椒ǖ难芯浚荄开关变换器应用的一个重要方面。在早期的发展中,大多数变换器均用简单的单环控制系统,后来为了提高变换器的性能以及解决应用中的许多实际问题,出现了使在实际电路中虳狣9乇浠黄魇且桓銮糠窍咝岳肷⑿韵低常蛭?关器件在一个周期中即工作在饱和区又工作在截止区,系统在开关导通时间段和态或持续扰动会引起变换器工作状态参数的线性变化,以及由于系统在工作时导通比有上限和下限而使脉宽调制器具有饱和非线性。系统是离散系统,其控制部的研究范畴,它涉及电子学、电力技术和控制理论等学科,从七十年代初发展至今,有关这类变换器的理论分析和应用研究得到极大的发展。现功率处理或功率变换的交叉边缘学科。功率电子学以电子学、电力学和控制学为基础,是一门在一定的信息控制下去对输入功率进行控制或变换的学科。作为一门独立的学科,功率电子学的发展开始于世纪年代,它具有性能灵活、效率高等特点。按照功率变换的类型,功率电子学的研究对象可分为—、—淦、—姹、—恫四类变换器。—开关变换器又被称为斩波器,它主要是将不可控的直流电压转换成另一个可控的直流电压值。如今低效笨重型的电源已由高效轻小型所代替,广泛应用于现代通信、电子仪器、计有巨大的功劳。近年来,开关型功率调节器已经发展成轻型,高效的直流电源⋯。在各种类型的—开关变换器,虳狣9乇浠黄鹘峁怪掷喽啵⒄箍欤际用多环反馈或前馈技术以及其他更高性能控制技术的趋势关断时间段都是线性的,即系统是按时间分段线性的和时变的,同时由于外部瞬9乇浠黄魇粲诠β实缱友功率电子学第一争绪论
本文的主要内容制是不连续的。由于虳狣9乇浠黄鳌钡姆窍咝蕴卣魇贡浠黄鞯亩电路,并对实验结果进行了详细的分析。分有脉宽调制器,它在每一个开关周期内,通过驱动器控制晶闸管通断一次,控性解析的分析方法较为复杂,阻碍了对虳狣9乇浠黄鞯亩治龊蜕计,仅仅通过传统的控制方法很难进一步提高系统性能。因此,许多的控制理论研究者致力于发展更精确的非线性模型及其他高性能控制器。由于功率电子电路良好的控制特性及现代微电子技术的不断发展,使得许多新的控制理论在装置上得到应用或尝试,因此近年来—开关变换器电路中的控制技术研究十分活跃,各种现代控制理论如专家系统、模糊控制、神经网络控制及滑模变结构控制都是研究方向。虽然模拟控制电路被广泛的应用于—开关变换器中,但是虳开关变换器是一个强非线性离散性系统,其内在的强非线性特征引起了学者们的很大关注,在最近的年中,将模糊控制理论应用于虳狣9乇浠黄髦械难芯抗惴旱恼箍!—开关变换器控制技术的进步很大程度上依赖于微处理器的发展。微处理器性能的提高使许多原来无法实现的控制方法得意实现,以及成本的下降使微处理器广泛的应用于控制。与模糊控制相对应的,在系统实现上,单片机由于具有电子计算机的基本组成部分和功能,同时又具备体积小,电路简单、故障率低、可靠性高和成本低廉等优点”挥τ糜贒狣9乇浠黄髂:刂频南低呈现。疚及单片机的优点,并作了重大改进,发挥其存储器技术特长,于年由癡先生共同研发出结构单片机,简称与蚉系列相比较,哂斜冉贤怀龅男阅埽缰葱兴俣雀欤更低,效率更高,芯片使用更简便等优点。本文选用镜腁芯片实现对9乇浠黄鞯哪:袄】刂啤。本文研究通过单片机訢狣9乇浠黄鹘心:袄】刂疲∮正激仄宋J笛榈缏罚杓浦谱髁嘶诘テ鶤的前