滑模控制器优化Buck型开关电源设计

该篇论文主要探讨了在电气化铁道牵引供电系统技术创新背景下，Buck型开关电源在智能化变电所中的关键作用及其控制策略的优化。开关电源作为牵引变电所中操作电源系统的重要组成部分，传统的控制方法已经难以满足其对精度和效率的需求，特别是在VRLA蓄电池的充电控制上。 论文首先介绍了Buck型变换器的基本概念，这是一种以PWM（脉冲宽度调制）为基础的主电路拓扑结构，常用于实现高效能、小型化的电源转换。Buck变换器通过调整输入电压的脉冲宽度来改变输出电压，适用于需要精确电压控制的场合。 作者针对Buck型开关电源的复杂时变特性，构建了系统的数学状态空间模型，这有助于理解电源内部动态行为和非线性特性。在此基础上，引入了滑模控制策略，作为一种变结构控制方法，滑模控制以其快速响应、高稳定性和强鲁棒性，替代了传统控制策略。滑模控制器的有效条件是论文的重点，它确保了控制系统的稳定性和性能提升。 论文的关键点在于设计出适用于DC5V输出的Buck型开关电源的滑模控制策略，这不仅解决了传统控制方法的局限，还可能提高了电源系统的整体性能，包括减少开关器件的开关损耗，增强系统的动态响应能力，以及提高电源的可靠性。 总结来说，这篇论文深入研究了滑模控制器在Buck型开关电源中的应用，旨在推动牵引变电所向智能化发展，通过优化控制策略，满足现代电力电子技术对电源系统高效、精确控制的需求。通过理论建模和实验验证，作者展示了滑模控制在提高开关电源系统性能方面的潜力，为开关电源控制领域的研究和技术进步做出了贡献。