Buck变换器全局最优滑模控制设计与鲁棒性分析

"Buck变换器的全局最优滑模控制器设计 (2010年)" 本文主要探讨了Buck变换器的全局最优滑模控制器的设计，旨在解决普通滑模变结构控制系统在达到滑模面之前的鲁棒性不足问题。Buck变换器是一种常见的直流-直流（DC/DC）转换器，常用于电源调节系统，其性能受到输入电压纹波干扰的影响。传统滑模控制在系统未到达滑模面时可能存在鲁棒性差的缺点，而全局滑模控制策略则能有效克服这一问题。 作者通过设计一种全局最优滑模面，旨在消除滑模控制的趋近阶段，从而确保系统在整个运行过程中，无论从初始时刻还是到终止时刻，都能对参数变化和外部干扰保持鲁棒不变性。这种方法对于处理Buck变换器输入电压的纹波干扰特别有效。论文中提到的仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性和增强的鲁棒性。 滑模变结构控制是处理非线性系统的一种方法，因其对系统参数变化和外部干扰的强鲁棒性而被广泛应用。在DC/DC变换器中，滑模控制能简化控制器设计，并提供良好的抗干扰能力。然而，常规滑模控制在状态尚未达到滑模面时的鲁棒性较弱。为了解决这个问题，论文提出了一种针对Buck变换器的全局最优滑模控制器，它在系统运行的整个过程中都保持鲁棒性，提高了系统的稳定性。 论文引用了先前的研究，指出虽然有些研究已经为Buck变换器和Boost变换器设计了反步控制器，但这些设计主要关注负载不确定性，未充分考虑输入电压的波纹干扰。因此，该文提出的控制器设计更加全面，更适应实际工况中的问题。 文章详细介绍了Buck变换器的工作原理和平均模型，包括其连续导电模式下的非线性微分方程组。通过开关状态的切换，可以分析系统的动态行为。通过设计全局最优滑模控制器，可以优化系统的性能，减少输入电压纹波对系统输出的影响，提高转换效率。 这篇论文提供了针对Buck变换器的全局最优滑模控制器设计，为改善DC/DC变换器在实际应用中的性能提供了理论基础和解决方案。这种方法对于电力电子、自动化和控制领域的研究具有重要的参考价值。