FPGA实现的PI滑模控制在DC/DC变换器中的应用研究
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更新于2024-08-12
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"基于FPGA的比例积分滑模控制DC/DC变换器研究"
本文是一篇关于电力电子技术领域的学术论文,主要探讨了如何使用基于Field-Programmable Gate Array(FPGA)的比例积分滑模控制(Proportional Integral Sliding Mode Control, PISMC)来优化DC/DC Buck变换器的性能。DC/DC变换器广泛应用于各种电子设备中,其性能直接影响到系统的稳定性和效率。
首先,论文针对DC/DC Buck变换器的状态方程,提出了一种新的控制策略——电感电流、输出电压及其积分的线性组合滑模面。这种滑模面的设计旨在提高系统的动态响应和控制精度。滑模控制是一种非线性的控制方法,具有良好的鲁棒性,能够应对系统参数变化、供电电压波动以及外部干扰。
接着,作者们通过理论分析证明了所设计的PISMC的存在条件和稳定性条件。这意味着在特定条件下,这种控制策略可以确保系统的稳定运行。同时,他们利用FPGA作为控制器的硬件平台,构建了一个实际的Buck变换器实验系统,从而验证了理论设计的有效性。
实验结果表明,采用PISMC的Buck变换器相比于传统的双闭环PI控制,其鲁棒性更强,对系统参数变化、电源电压变化和外部干扰的适应性更好。此外,PISMC还具备更快的动态响应速度和更高的控制精度,这对于实时性和稳定性要求高的应用至关重要。
本研究由国家自然科学基金资助,作者团队包括黄忻、汪健、陈宗祥和刘雁飞。其中,陈宗祥是通讯作者,他和刘雁飞都是电力电子技术与功率变换领域的专家。他们的工作不仅深化了对DC/DC变换器控制理论的理解,也为实际应用提供了新的解决方案。
这项研究为FPGA在电力电子控制中的应用开辟了新的途径,尤其是在提升DC/DC变换器性能方面,具有重要的理论价值和实践意义。通过采用滑模控制策略,设计者可以更有效地应对系统不确定性,从而提高整体系统的稳定性和效率。
2020-07-21 上传
2019-11-18 上传
2023-10-28 上传
2023-05-29 上传
2023-07-28 上传
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2023-05-27 上传
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