移相全橋ZVSDC/DC變換器的極點配置自適應預測控制

5 Matlab仿真結果

設定移相全橋變換器的各項仿真參數如下：

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

為了測試這種控制策略的有效性，進行以下仿真。

1）在設定初始占空比D=0.28時，系統從初始

零狀態到穩態時的輸出電壓仿真波形，如圖6所示。

圖6 初始狀態到穩態過程的輸出電壓仿真波形

從圖6中可以看出控制系統經過大約200μs就能達到穩定，超調量為6V，控制系統得動態響應較快。

2）當輸入電壓由220V突變為180V時，輸出電壓變化的仿真波形，如圖7所示。從圖7中可以看出，控制系統在輸入電壓突變時，從一個穩定狀態調整到另一個穩定狀態需要大約3ms，輸出電壓的波動很小，最大為0.12V。

圖7 輸入電壓突變時輸出電壓變化過程的仿真波形

3）當負載由5Ω突變為10Ω時，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，控制系統在輸出負載突變時，從一個穩定狀態調整到另一個穩定狀態需要大約3ms，且輸出電壓的波動很小,大約為0.2V。

圖8 負載突變時輸出電壓變化過程的仿真波形

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態響應和穩定性,并且控制算法簡單，易于實現。

6 結語

本文介紹了移相全橋變換器采用準線性建模和極點配置自適應數字控制的控制思想。準線性模型可以很好地描述系統在大擾動下的工作特性，極點配置自適應數字控制綜合了自適應控制和極點配置控制兩者的優點，通過仿真證明了這種控制策略不但算法簡單，實現容易，并且可以保證變換器在各穩定工作點都有很好的動態特性和穩定性。另外這種控制策略可以用TI公司的DSP作為主控芯片來實現其數字控制，使得控制系統有更高的穩定性、可靠性和更強的靈活性。