Laguerre模型预测控制在数字电源中的应用

"基于Laguerre模型的数字电源预测控制器设计" 本文主要探讨了在超导托卡马克装置中性束注入系统(EAST.NBI)所使用的低压大电流开关电源，即特种电源的控制问题。这类电源由于其非线性强、增益大的特性，传统的比例积分微分(PID)控制器在稳定性和动态响应方面存在不足。为解决这一问题，作者提出了一种结合比例积分(PI)控制与基于Laguerre函数模型的预测控制算法的新型控制器设计。 Laguerre模型是一种用于系统建模和控制的数学工具，它通过Laguerre多项式来近似系统动态，能够有效处理非线性系统的预测控制。这种模型的优势在于能够更好地描述系统的动态行为，提高控制性能。 预测控制算法的核心是控制律的设计，它基于对系统未来行为的预测，以优化目标函数。在文中，作者详细阐述了如何构建基于Laguerre模型的预测控制律，并展示了如何在Matlab环境下进行仿真验证。Matlab仿真是验证控制策略有效性的常用方法，它能快速直观地分析系统性能。 此外，为了将理论设计应用于实际硬件，文章还讨论了如何使用现场可编程门阵列(FPGA)实现这一控制算法。FPGA是一种可编程的集成电路，能够灵活地配置和执行复杂的计算任务，特别适合于实时控制应用。 通过Matlab仿真和实际开关电源平台的实验，研究结果表明，基于Laguerre模型的预测PI控制算法相比传统的PI控制，具有更快的动态响应速度和更优的输出稳定性。这表明，这种新型控制器在应对特种电源的控制需求时，能够显著提升系统的整体性能。 总结起来，这篇文章为数字电源控制提供了一个创新的解决方案，利用Laguerre模型和预测控制技术，改善了对于非线性、高增益电源系统的控制效果，同时，也给出了从理论设计到硬件实现的完整流程，对于相关领域的研究和实践具有重要的参考价值。