移相全橋ZVSDC/DC變換器的極點(diǎn)配置自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制

5 Matlab仿真結(jié)果

設(shè)定移相全橋變換器的各項(xiàng)仿真參數(shù)如下：

變壓器副邊與原邊的匝數(shù)比n=1∶3；諧振電感L₁=17μH；濾波電容C=470μF；濾波電感L=360μH；開關(guān)頻率f_s=100kHz；R_d=4n²L_rf_s；開關(guān)周期T_s=10μs；輸出電壓為U=50V。在這里設(shè)置希望配置的極點(diǎn)(Z域)為0.4＋0.5j和0.4－0.5j,但它不一定是最優(yōu)化的極點(diǎn)。

為了測(cè)試這種控制策略的有效性，進(jìn)行以下仿真。

1）在設(shè)定初始占空比D=0.28時(shí)，系統(tǒng)從初始

零狀態(tài)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸出電壓仿真波形，如圖6所示。

圖6 初始狀態(tài)到穩(wěn)態(tài)過(guò)程的輸出電壓仿真波形

從圖6中可以看出控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)大約200μs就能達(dá)到穩(wěn)定，超調(diào)量為6V，控制系統(tǒng)得動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快。

2）當(dāng)輸入電壓由220V突變?yōu)?80V時(shí)，輸出電壓變化的仿真波形，如圖7所示。從圖7中可以看出，控制系統(tǒng)在輸入電壓突變時(shí)，從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)調(diào)整到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)需要大約3ms，輸出電壓的波動(dòng)很小，最大為0.12V。

圖7 輸入電壓突變時(shí)輸出電壓變化過(guò)程的仿真波形

3）當(dāng)負(fù)載由5Ω突變?yōu)?0Ω時(shí)，輸出電壓變化的仿真波形，如圖8所示。從圖8中同樣可以看出，控制系統(tǒng)在輸出負(fù)載突變時(shí)，從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)調(diào)整到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)需要大約3ms，且輸出電壓的波動(dòng)很小,大約為0.2V。

圖8 負(fù)載突變時(shí)輸出電壓變化過(guò)程的仿真波形

從以上仿真波形可以看出，使用以上控制算法可使移相全橋變換器有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性,并且控制算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

6 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了移相全橋變換器采用準(zhǔn)線性建模和極點(diǎn)配置自適應(yīng)數(shù)字控制的控制思想。準(zhǔn)線性模型可以很好地描述系統(tǒng)在大擾動(dòng)下的工作特性，極點(diǎn)配置自適應(yīng)數(shù)字控制綜合了自適應(yīng)控制和極點(diǎn)配置控制兩者的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)仿真證明了這種控制策略不但算法簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，并且可以保證變換器在各穩(wěn)定工作點(diǎn)都有很好的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性。另外這種控制策略可以用TI公司的DSP作為主控芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)其數(shù)字控制，使得控制系統(tǒng)有更高的穩(wěn)定性、可靠性和更強(qiáng)的靈活性。