全局滑模控制Buck变换器设计与仿真分析

"这篇论文是2009年10月发表在《西南交通大学学报》上的工程技术类文章，由倪雨和许建平撰写。文章编号为0258-2724(2009)05-0654-06，DOI:10.3969/j.issn.0258-2724.2009.05.005，主要研究了如何基于等效控制设计全局滑模控制的Buck变换器，以简化控制器设计并增强变换器系统的鲁棒性。" 在电力电子领域，Buck变换器是一种广泛应用的直流-直流转换器，它通过开关模式操作来调节输出电压。传统滑模控制虽然能提供良好的稳态性能和抗干扰能力，但其瞬态响应速度和鲁棒性仍有待提升。全局滑模控制则旨在解决这些问题，它提供了一种全局稳定且对参数变化不敏感的控制策略。 论文中，作者首先介绍了全局滑模控制的基本原理和设计方法。全局滑模控制不同于传统的局部滑模控制，它确保系统在任何初始条件下都能快速收敛到期望的工作状态，不受系统参数变化的影响。这种方法对于应对不确定性和外界扰动特别有效。 在设计Buck变换器的全局滑模控制器时，作者引入了等效控制的思想。等效控制是一种优化控制策略，它通过设计适当的控制输入来消除系统的不确定性，从而实现全局滑模控制。论文详细阐述了这一设计过程，包括如何构建滑模表面、选择滑模函数以及设计控制律，以确保系统的稳定性和快速的动态响应。 通过仿真实验，作者验证了所设计的全局滑模控制Buck变换器的性能。仿真结果显示，与传统的滑模控制相比，全局滑模控制的Buck变换器在瞬态响应上表现出更快的速度，且具有更强的全局鲁棒性。这意味着即使在面临参数变化或外部干扰时，该控制器也能保持良好的工作性能。 关键词：传统滑模控制、全局滑模控制、鲁棒性、变换器。根据这些关键词，可以了解到本文的核心关注点在于滑模控制技术的改进和在Buck变换器中的应用，特别是强调了全局稳定性和对系统不确定性的适应性。 总结起来，这篇论文为Buck变换器的控制设计提供了一种创新的方法，即基于等效控制的全局滑模控制，它在提高系统性能和鲁棒性方面有着显著的优势。这对于电力电子设备的设计和优化，尤其是在要求高精度和快速响应的应用场合，具有重要的理论和实践价值。