BUCK闭环控制器设计.doc

电力电子系统仿真技术作业二Buck电路闭环控制器设计一、BUCK电路状态平均模型：(1)当开关管S导通，二极管VD关断时，列写状态方程： 矩阵形式 ，其中： (2) 当S关断，VD导通时： 矩阵形式：，其中： 用积分法求平均状态变量为： 稳态时：，,得：, 动态时：去除稳态量，并忽略扰动量得：做拉氏变换得：将上面的A，B带入可以得到传递函数：可以得到控制输出传递函数为：二、 系统闭环控制器设计设参考电压为5v，载波电压幅值为10v，计算可以得到： H=1，D=0.25，VC=2.5.控制-输出开环传递函数： （1）加补偿器前，系统开环传递函数为： 画出该传递函数的伯德图： 可以看到，交越频率为384Hz,相角裕度为17.7.开关频率为20kHz,设计穿越频率为1kHz.补偿前，1kHz环路增益约为-19.5dB，相角裕度为-5.设计超前补偿网络时，选择相角裕量为55. 为了在1kHz补偿环路增益约为-19.5dB，调节器的低频增益为： （2）采用PD控制器时：可以看出，加PD补偿器后，交越频率为1kHz，相角裕度为59.3.闭环控制器simulink仿真：调节器： 仿真模型:仿真结果：输出电压稳定在4.31V.三、 误差产生的原因因为参考电压选取5V，得到的H(s)=1,所以系统为单位反馈控制系统，则开环传递函数T(s)为0型系统，开环增益K=2*3.14=6.28 ，稳态误差：,与上面的仿真结果相符。消除稳态误差：通过增大系统的开环增益来减小稳态误差，增大开环增益10倍。专业文档供参考，如有帮助请下载。