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变结构控制在阵列式磁集成电压调整模块中的应用研究

作　者: 成杰
导　师: 付兴武
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 变结构控制磁集成开关变换器 DSP
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文主要是对DC-DC开关变换器进行综合的研究,在电子元件方面,提出了磁集成技术,主要讨论了电感与电感、电感与变压器的集成,在磁集成的基础上提出了一种平面磁集成—阵列式磁集成,并对这种磁集成进行建模与仿真。磁集成技术主要目的是使开关变换器变得“短、小、轻、薄”,根据开关变换器的非线性特性,本文提出了变结构控制理论。本文前三章讨论了磁集成技术,从第四章开始,用变结构算法对Buck、Boost、以及Cuk变换器进行讨论,在Cuk变换器中,两个电感理论上采用阵列式磁集成,选用TMS320F2812实现变结构控制算法,并用Matlab对电路进行仿真,结果表明:变结构控制算法比传统的PWM技术更具有优越性,主要表现在动态响应快、鲁棒性强、稳态范围宽、控制实现简单。(注:该课题来源于国家自然基金—薄膜集成磁件阵列化集成理论研究(项目批准号50607007)。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 磁集成技术简介及其国内外发展概况  8-10
  1.2 平面磁集成技术  10
  1.3 变结构控制  10-11
  1.4 本文的选题意义和研究内容  11-12
    1.4.1 选题意义  11
    1.4.2 研究内容  11-12
  1.5 本章小结  12-13
2 磁件分析方法  13-22
  2.1 磁件等效电路的建立  13-17
    2.1.1 磁件电路模型的建立方法  13-16
    2.1.3 磁集成对磁件的影响  16-17
  2.2 电感与电感集成  17-18
  2.3 电感与变压器集成  18-21
    2.3.1 解耦集成  19-21
  2.4 本章小结  21-22
3 阵列式平面集成磁件原理  22-28
  3.1 APIM 提出的理论基础  22-23
  3.2 电感+电感的 APIM（APIM-L+L）  23-27
    3.2.1 APIM-L+L 的结构、等效电路及磁集成原理  23-25
    3.2.2 APIM-L+L 等效电路  25-27
  3.3 本章小结  27-28
4 变结构控制  28-35
  4.1 滑模变结构控制的基本概念  28-29
  4.2 滑模变结构控制的性质  29-30
  4.3 滑模变结构控制的设计要点  30-33
  4.4 滑模变结构控制中存在的问题及其改进措施  33-34
  4.5 本章小结  34-35
5 DC/DC 变换器的滑模变结构控制设计  35-45
  5.1 变结构控制中常用的数学分析方法  35
    5.1.1 应用李导数设计滑模面的一般性结论  35
  5.2 电子变换器的分段线性状态方程的建立  35-39
    5.2.1 Buck 变换器的分段线性状态方程的建立和推导过程  35-39
  5.3 Buck 变换器滑模控制的设计  39-42
    5.3.1 Buck 变换器滑模控制的理论分析  39-41
    5.3.2 滑模变结构控制的 Buck 变换器性能分析  41-42
  5.4 boost 变换器的变结构控制  42-44
    5.4.1 Boost 变换器的滑模控制设计与理论分析  42-44
  5.5 本章小结  44-45
6 基于 DSP 的 Cuk 变换器的设计  45-59
  6.1 Cuk 变换器的时变滑模变结构控制设计与理论分析  45-48
  6.2 系统的硬件设计  48-52
    6.2.1 系统参数设计  48
    6.2.2 硬件逻辑框图  48-52
      6.2.2.1 DSP 的介绍以及在本系统中的功能  48-50
      6.2.2.2 输入电压采集电路  50
      6.2.2.3 电感电流的采集  50-51
      6.2.2.4 输出电压V_0的采样  51-52
      6.2.2.5 驱动电路设计  52
  6.3 系统软件设计  52-53
    6.3.1 软件结构  52-53
    6.3.2 程序流程图  53
  6.4 Cuk 变换器的变结构控制仿真结果  53-59
结论与展望  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果  64

变结构控制在阵列式磁集成电压调整模块中的应用研究

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