基于DSP的DC-DC变换器带死区PID控制设计与实现

本文主要探讨了在DC-DC变换器控制系统中应用的带死区的PID（比例-积分-微分）控制算法。DC-DC变换器因其输出电压的波动，特别是在连续模式下，存在纹波现象，这可能导致输出电压与参考电压的差值不为零，从而需要持续的控制。这种频繁的控制不仅增加了控制器件的能耗，影响了设备寿命，还可能对系统的稳定性造成影响。 PID控制算法作为常见的控制策略，其目的是通过调节输入信号以减小输出误差。然而，为了防止不必要的控制器活动，引入了死区概念。死区是指控制器不会对输出电压微小的变化作出反应的区间，它有效地避免了因为输出电压的小幅波动而引起的过度控制。设定死区的大小是非常关键的，过大的死区会导致系统动态响应变慢，而过小的死区则无法充分利用死区的优势，效果接近无死区控制。 图4.16展示了程序中如何实现带有死区的PID补偿算法，这个过程包括判断输出电压与参考电压的差值是否落在死区范围内，如果在死区内，认为差值为零；超出死区则执行PID算法计算控制量，调整变换器输出以保持稳定。实际设计时，需根据变换器的具体参数（如电容大小、开关频率）以及对响应速度和功耗的要求，进行精细的参数调整。 这篇硕士论文由周楚撰写，指导教师为瞿少成教授，专注于基于DSP（数字信号处理器）的数字PID控制器设计，应用于DC-DC变换器，旨在解决实际工程中的稳定性问题。论文的研究方向是嵌入式与电子技术，强调了在硬件设计中如何结合控制理论，以提高DC-DC变换器的性能和效率。整个研究在华中师范大学物理科学与技术学院进行，并遵循了学校关于学位论文原创性和使用的相关规定，允许进行必要的学术交流和数据库收录。