Boost型DC／DC變換器的預測無差拍控制器設計

線性外插法的預測方式可表示為：
ipre=2iB1T2-iB1T1，upre=2uB1T2-uB1T1 (3)
該方法需采樣兩個電流值進行預測，考慮到延遲，在采樣第二個值后已經不能計算當前周期的占空比，這決定了每個控制節(jié)拍必須包含兩個開關周期。
3．2 控制策略
預測電壓經過PI控制器得到控制電流，根據(jù)控制電流與預測電流之間的誤差就可計算出下個節(jié)拍的占空比。Boost變換器電感兩端的電壓在開關導通期間為Uin，在開關關斷期間為U-Uin，因此，經過兩個相同占空比的周期，電感電流的變化量為：

與經典的峰值電流模式控制相比，預測無差拍控制可在兩個開關周期內將電流調整到控制量，提升了動態(tài)響應速度；此外，采用前緣調制的變換器不存在次諧波振蕩的問題，節(jié)省了斜率補償設計；最后，線性外插的預測方法不僅計算量小，便于變換器的數(shù)字方式實現(xiàn)，而且對系統(tǒng)參數(shù)不敏感，具有很好的魯棒性。

4 電壓環(huán)控制設計
電流模式通過對電感電流的控制，改變了系統(tǒng)的極點，受控對象的傳輸函數(shù)由二階變成了一階，因此電壓環(huán)的補償變得簡單，一般采用經典的PI控制。應用在Boost變換器中的無差拍控制結構如圖3所示。

圖中，用線性外插法得到預測電流和預測電壓，用預測電流與控制電流的誤差計算下個控制節(jié)拍的占空比。環(huán)路中各模塊的傳輸函數(shù)為：G1(s)為從i到U的傳輸函數(shù)，G1(s)=(1-d)(-sLeq+R)／(RCs+2)；G2(s)為ic到i的傳輸函數(shù)，G2(s)≈1；H(s)為PI控制的傳輸函數(shù)，H(s)=(KpTis+Kp)／(Tis)；

由于電壓環(huán)包括：電壓預測器、PI控制器、采樣器和變換器，因此其開環(huán)傳輸函數(shù)為：
L(s)=Hs(s)Hpre1(s)H(s)G1(s) (6)