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专利号: 2018103300472
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 暂无
更新日期:2023-06-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种Boost型DC-DC变换器的自适应控制系统,其特征在于,至少包括Boost变换器、控制器、电源管理模块、驱动模块和AD采样模块,其中,所述电源管理模块用于为该控制系统提供稳定电压;

所述驱动模块用于将控制器的输出电压控制信号进行驱动增强以驱动Boost变换器;

所述Boost变换器用于输出电压;

所述AD采样模块用于对Boost变换器的输出电压和电流进行采样并将获取实时反馈输出电压、实时反馈输出电流发送给所述控制器;

所述控制器根据设置的期望输出电压以及所获取实时反馈输出电压、实时反馈输出电流输出电压控制信号以控制Boost变换器使其输出电压稳定至预设的参考输出电压;

所述控制器采用双闭环控制结构,包括滑模变结构自适应控制器和PID控制器,所述滑模变结构自适应控制器为外环电压调节器,采用基于函数逼近的滑模变结构自适应控制器FASMAC,其输出作为电流环的参考电感电流,其输出方程为:式中,ir为参考电感电流(即滑模变结构自适应控制器FASMAC的输出控制量),ui为实时输入电压,为该滑模变结构自适应控制器根据输入参数(参考输出电压ur和实时反馈电压uo)得到滑模变结构自适应控制器的开关变量;L为电感电流值;

所述PID控制器为内环的电流调节器,PID控制器PID控制公式为:

式中,kp,kp,kp分别为比例,积分和微分控制系数;ei=ir-iL,iL为实时反馈电感电流;U为最后系统的输出控制量。

2.根据权利要求1所述的Boost型DC-DC变换器的自适应控制系统,其特征在于,所述滑模变结构自适应控制器进一步包括滑模变结构控制器、受控单元、自适应系统以及反馈回路;其中,反馈回路根据参考值和输出值计算系统误差,得到的系统误差作为滑模变结构控制器的输入;

所述自适应系统选取正交多项式函数逼近的方式,它通过系统的参考值、输出值、滑模变结构控制器上一次控制输出量以及干扰计算出滑模变结构控制器当前的逼近项 用于降低误差和干扰给系统带来的影响;

所述滑模变结构控制器对系统误差和自适应逼近项进行处理,得到的结果作为控制量发送给受控单元。

3.根据权利要求1或2所述的Boost型DC-DC变换器的自适应控制系统,其特征在于,还包括按键模块,所述按键模块用于预设期望输出电压以及用于系统的控制命令输入。

4.根据权利要求1或2所述的Boost型DC-DC变换器的自适应控制系统,其特征在于,还包括显示模块,所述显示模块用于显示当前系统的信息。

5.根据权利要求1或2所述的Boost型DC-DC变换器的自适应控制系统,其特征在于,所述控制器中执行以下步骤:步骤S1:设计函数逼近式滑模变结构自适应控制器实现电压环控制,该滑模变结构自适应控制器根据输入参数(参考输出电压ur和实时反馈电压uo)得到滑模变结构自适应控制器的开关变量 采用电压环的输出值作为电流环的其中一个输入参数(参考电感电流ir),参考电感电流的计算公式如下:其中,ui为实时输入电压,L为电感电流值;

步骤S2:采用PID控制器实现电流环控制,PID控制器根据电压环得到参考电感电流ir以及采样得到的实时反馈电流输出驱动信号U对Boost变换器进行控制,驱动信号的计算公式如下:其中,e=ir-iL,iL为实时反馈电感电流;kp,kp,kp分别为比例,积分和微分控制系数。