Buck变器二阶LADRC控制仿真对比研究

在电子电力领域，Buck变换器（也称为降压变换器）是一种广泛应用的直流-直流变换器，其作用是将一个较高的直流电压转换为一个较低的直流电压。控制Buck变换器性能的核心在于其控制算法，这关乎到输出电压的稳定性和转换效率。随着控制理论的发展，自抗扰控制（ADRC）作为一种新型控制策略逐渐受到重视，其中线性自抗扰控制（LADRC）以其简单高效的特点在变换器的控制中显示出良好的应用前景。 LADRC是一种基于传统ADRC的改进型控制策略，它通过引入线性控制器结构，减小了控制器设计的复杂度，同时保留了ADRC对于不确定性的强鲁棒性。在Buck变换器的应用中，二阶LADRC通过设计外环控制器以实现对输出电压的精确控制，内环控制器则负责调节电感电流。这种控制结构，相较于传统的电压电流双闭环控制，能够提供更好的动态响应性能，尤其是在减少超调和提高负载电流的追踪速度上。 在Matlab/Simulink环境下进行Buck变换器的仿真研究是电力电子工程师常用的方法，其仿真结果可以直观地展示不同控制策略对变换器性能的影响。仿真研究中，通过比较传统双闭环控制和二阶LADRC控制的效果，可以观察到LADRC控制在超调量和追踪速度方面的优势。仿真研究还涉及到对系统动态性能的定量分析，如系统稳定性的验证，以及对控制参数优化的研究。 关键词中提及的“电压电流双闭环”控制策略是指将输出电压和电感电流同时作为反馈量，形成两个控制回路，分别对输出电压和电感电流进行独立控制。而“LADRC控制外环加电流内环控制”策略则是将二阶LADRC应用于外环控制输出电压，同时内环控制电感电流。这种策略充分发挥了LADRC的控制优势，尤其是在应对变换器内部参数变化和外部负载扰动时，表现出良好的适应性和稳定性。 仿真研究中提到的“对比”部分，是通过设置控制变量和测试不同的工作条件，来评估两种控制策略的效果。通常，仿真测试包括对负载突变、输入电压波动等干扰情况下的响应进行比较分析。超调量和追踪速度是衡量控制性能的两个重要指标。超调量越小，表示控制策略在系统动态调整过程中对输出电压的冲击越小；追踪速度越快，则说明控制策略能够迅速响应负载变化，维持输出电压的稳定。 提到的“2018b版本”，指的是Matlab的某个版本号。Matlab和其附加的Simulink工具箱，随着版本的更新，不断增强了仿真工具的功能，提供了更多的模型库和仿真分析工具，这为进行电力电子系统的仿真研究提供了更为强大和便捷的手段。 在电力电子变换器的控制领域中，LADRC策略与传统PI（比例-积分）或PID（比例-积分-微分）控制策略相比，LADRC显示出了其在处理不确定性和非线性因素时的优越性。由于LADRC在设计上通过线性控制器结构简化了控制算法，因此易于实现，同时保留了ADRC对参数变化和外部扰动的良好适应性。 对于关键词中的“npm”，在给定的信息上下文中似乎与主题无关。在这个特定的讨论中，“npm”可能是一个无关的标签或错误输入，因此不需要对它进行知识点的阐释。 综上所述，Buck变换器的二阶LADRC线性自抗扰控制在Matlab仿真中的应用，不仅体现了现代电力电子控制系统对快速动态响应和高稳定性的需求，也展示了通过仿真研究优化控制策略的有效途径。通过与其他控制策略的对比，LADRC在减少超调和提高追踪速度方面的优势，为其在变换器控制中的应用提供了有力的理论依据和实践案例。