Buck型變換器數字PID控制器設計方法研究

　　仿真用Buck 及全橋變換器的電路參數如表1 所示，數字PWM 脈沖產生器均按D=u(k)/M 設計，其中M=4(M 對應于模擬PWM 產生器的鋸齒波峰峰值Um)。

　　模擬PID 控制器零極點均按照以下方式配置:wc=1/5ws ，wz1 =wz2 =1/2wp ，則模擬及數字PID 控制器整定參數如表2 所示，采樣周期T=1×10-7s 。

表1 仿真用Buck 及全橋變換器電路參數

表2 仿真用Buck 及全橋變換器模擬及數字PID 控制器整定參數

　　根據圖1 所示的數字控制Buck 變換器系統框圖，依據電路參數及數字PID 控制器整定參數，在MATLAB/SIMULINK 仿真環境中建立數字控制Buck 及全橋變換器仿真模型，仿真結果如下:

　　額定負載條件下，數字控制Buck 及全橋變換器輸出電壓響應如圖4 所示。

圖4 額定負載條件下輸出電壓響應

　　額定負載突變至50 %額定負載條件下，數字控制Buck 及全橋變換器的輸出電壓響應如圖5 所示。

圖5 負載突變情況下，輸出電壓響應

　　4 結 論

　　仿真結果表明，采用頻域補償設計方法整定模擬PID 控制器參數進而通過連續系統離散化方法設計實現的數字PID 控制器，能夠滿足Buck 型變換器系統的控制要求，輸出響應具有良好的靜態與動態特性。