电气工程与系统科学 > 系统与控制
[提交于 2025年7月12日
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标题: 基于状态空间平均和经典反馈技术的降压变换器建模与控制
标题: Modelling and Control of a Buck Converter Using State-Space Averaging and Classical Feedback Techniques
摘要: 本研究介绍了使用状态空间平均技术的DC-DC降压转换器的建模、控制设计和性能分析。 降压转换器在现代电力电子领域中至关重要,用于可再生能源和电动汽车系统的直流电压调节。 本文首先介绍了降压转换器的基本工作原理,并强调了通过闭环控制系统进行电压调节的必要性。 推导出一个状态空间平均模型,以简化非线性开关动态,从而实现更有效的分析和控制器设计。 获得了从占空比到输出电压的小信号传递函数,以支持控制开发。 此外,还探讨了基于频域方法的比例积分(PI)控制。 PI控制器被调整以实现不同的相位裕度,并通过伯德图、阶跃响应和性能指标进行评估,揭示了超调、 settling time 和稳态误差之间的权衡。 对受控降压转换器进行了完整的仿真,验证了其在宽输入电压变化下保持稳定输出电压的能力。 结果验证了状态空间平均在控制设计中的有效性,并突显了反馈系统在电力电子转换器中的鲁棒性。
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