Buck-Boost变换器无源滑模控制技术研究

"Buck-Boost变换器的无源滑模控制研究 (2013年)" 本文主要探讨了Buck-Boost变换器在无源性控制基础上结合滑模控制技术，以解决电压与电流过冲问题。Buck-Boost变换器是一种DC-DC开关变换器，具备升压和降压功能，广泛应用于电源转换和功率因数校正电路。由于其非线性的特性，非线性控制方法对其性能优化显得尤为重要。 无源性控制是一种基于能量的控制策略，它通过调整系统的无功分量来实现能量的稳定跟踪，从而保证系统的全局稳定性。这种方法对系统参数变化和外部扰动具有良好的鲁棒性。然而，在实际应用中，无源性控制可能会导致电压和电流的过冲现象。 滑模控制，又称变结构控制，是针对非线性系统的有效控制手段。它通过设计一个控制律，使系统状态在有限时间内趋近于一个滑动模态，从而实现对非线性系统行为的快速和鲁棒控制。在Buck-Boost变换器中，由于其工作模式在开关状态间的切换，滑模控制能直接作用于变换器的动态行为，不需进行系统的线性化处理。 在本文的研究中，首先建立了Buck-Boost变换器的欧拉-拉格朗日(E-L)模型，揭示了其无源性控制的内在规律。然后，结合滑模控制理论，设计了一种无源滑模控制器。通过Matlab环境下的动态仿真验证了该控制策略的有效性。仿真结果表明，无源滑模控制不仅能显著抑制电源和负载扰动引起的电压电流过冲，还具有快速的动态响应特性，增强了系统的鲁棒性。 将无源性控制与滑模控制相结合，为Buck-Boost变换器提供了一种更优的控制策略，解决了传统无源性控制的不足，提高了变换器在实际应用中的性能。这种控制方法对于开关电源和电力电子领域的研究具有重要的理论价值和实践意义。