LADRC控制技术在Boost升压电路中的应用研究

资源摘要信息:"LADRC线性自抗扰控制技术、三阶ESO状态扩张观测器、Boost升压电路、双闭环控制系统以及双LADRC控制策略是本文介绍的主要知识点。LADRC是一种先进的控制策略，通过线性化处理，能够有效克服非线性扰动，提高系统控制精度和鲁棒性。在此基础上，三阶ESO状态扩张观测器作为核心部件，能够实时地对系统的状态进行扩张和观测，对系统内部的不确定性和外部扰动进行估计和补偿。Boost升压电路是一种常用在电源管理中的电路拓扑，用于将较低的输入电压升高到所需的输出电压。双闭环控制系统和双LADRC控制策略结合了电压外环和电流内环的控制优势，通过分别控制电压和电流，实现对系统动态特性的精准管理。文中还提到了一种系统动态特性的观察方法，通过模拟电路电源负载的跳变，检验LADRC控制器在实际工作中的性能表现。实验结果表明，LADRC控制器在电源负载由50欧姆跳变至100欧姆，输入电压从12V跳变至15V时，仍能保证输出电压稳定在24V，显示出优秀的动态调整能力和稳定性。此外，LADRC控制器还被证明能直接用于光伏和风电等仿真模型中，替代传统的PI控制方法，进一步展现了其在实际应用中的潜在价值和优势。" LADRC线性自抗扰控制技术是一种现代控制理论，其核心在于设计一个控制律，使得系统在面对模型不确定性和外部干扰时，仍能够保持良好的动态性能和稳定性。它通过引入扩张状态观测器（ESO），将系统的未知动态和外部干扰转化为可估计和可补偿的状态量，从而使得控制策略的设计不受系统模型精确度的限制。 三阶ESO状态扩张观测器是一种用于估计系统状态的工具，它可以对系统的三阶动态进行建模和观测。它包含了一个模型匹配部分、一个状态观测器以及一个扰动补偿器。模型匹配部分负责提供一个与实际系统尽可能接近的理想模型；状态观测器则根据系统的输入输出数据，实时跟踪系统的状态变量；扰动补偿器则利用观测到的系统状态和理想模型的差异，计算出系统受到的外部干扰和内部不确定性的估计值，并通过控制器进行补偿。 Boost升压电路是一种直流-直流转换器，其工作原理是通过周期性地存储能量在一个感应器中，然后将能量传递到输出端，从而使输出电压高于输入电压。这种电路广泛应用于需要高于输入电压的电源场合，例如笔记本电脑的电源适配器、LED驱动器等。 双闭环控制系统是将系统的控制分为两个环路，分别控制系统的内部变量和外部变量，以实现更为精准的控制效果。在本文中，电压外环和电流内环构成了双闭环控制系统，通过外环的电压控制来保证输出电压稳定，内环的电流控制则负责调整电流以达到外环设定的目标电压。 双LADRC控制策略是指在双闭环控制系统的基础上，将LADRC控制器应用到电压外环和电流内环中。这样做可以利用LADRC控制器的高性能特点，同时控制电压和电流，保证系统在各种工况下的稳定性和响应速度。 通过模拟电源负载的跳变，可以观察到LADRC控制器对于电源系统动态特性的响应，如电压变化和负载适应性等。文中所述实验结果显示，LADRC控制器在电源负载和输入电压大幅度变化时，仍能快速稳定输出电压，这证明了该控制器在负载适应性和抗干扰能力方面的优势。 最后，LADRC控制器在光伏和风电领域的应用前景，说明了其在可再生能源领域中的潜力。与传统的PI控制器相比，LADRC控制器具有更好的动态响应和更强的适应性，可以更有效地处理太阳能和风能的不稳定性和间歇性问题，为可再生能源的高效利用提供了新的解决方案。