buck最优控制补偿策略
Buck型变换器的输入电压全补偿前馈控制
Buck型变换器的输入电压全补偿前馈控制摘要：为消除由输入电源扰动引起的输出电压工频纹波，改善DC/DC变换器动态性能，根据平均变量建模思想，为电压型PWM控制的Buck型变换器，建立连续导电工作模式(CCM)下统一的平均变量等效电路，分析等效电路并根据不变性原理提出输入电压全补偿前馈控制原理及实现方法。
采用该方法的Buck型变换器可完全补偿输入电压扰动，其输出电压对输入电压扰动具备动态不变性。
仿真研究结果验证了本文前馈控制原理及实现方法的正确性。
叙词：平均变量不变性原理前馈控制全补偿动态不变性Abstract：To improve the dynamic performance of DC/DC converter against input voltage disturbance, and eliminate the low frequency ripple of output voltage, a uniform average equivalent circuit is established for buck series converters under voltage mode PWM control and in continuous conduction mode. According to the invariance principle and the equivalent circuit analysis, fully compensated input voltage feedforward control method and its implementation is presented. The buck series converter using this control method can fully compensate for the input voltage disturbance deviation, and achieve the dynamic invariance of output voltage against the input disturbance. Simulation results verify the correctness of the fully compensated input voltage feedforward control method and its implementation.Keyword：Average variable, Invariance principle, Feedforward control, Full compensation, Dynamic invariance1 前言DC/DC变换器是构建开关电源等许多其他类型电能变换器的核心组成部分。
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿（原创实用版）目录一、引言二、多相 buck 变换器的概述三、峰值电流控制补偿的必要性四、峰值电流控制补偿的方法五、实验结果与分析六、结论正文一、引言随着电力电子技术的不断发展，多相 buck 变换器在工业生产和科研领域得到了广泛的应用。
多相 buck 变换器具有输出电压调节范围宽、效率高、电流应力小等优点，但其控制策略相对复杂。
峰值电流控制是多相 buck 变换器控制策略中的一种重要方法，但在实际应用中，由于存在非线性、时变性等因素，需要对其进行补偿，以提高系统的稳定性和响应速度。
本文将对多相 buck 变换器峰值电流模控制的补偿方法进行研究，并给出实验结果与分析。
二、多相 buck 变换器的概述多相 buck 变换器是一种串联开关型降压稳压器，主要由多个开关管、电感、电容和二极管组成。
通过控制开关管的占空比，可以实现输出电压的调节。
与单相 buck 变换器相比，多相 buck 变换器具有更好的输出电压纹波性能和更高的效率。
多相 buck 变换器广泛应用于电力系统、通信系统、工业控制等领域。
三、峰值电流控制补偿的必要性在多相 buck 变换器中，峰值电流控制是一种重要的控制策略。
通过峰值电流控制，可以实现快速响应和精确调节输出电压。
然而，在实际应用中，由于系统的非线性和时变性，峰值电流控制存在一定的不稳定性和误差。
为了解决这些问题，需要对峰值电流控制进行补偿。
四、峰值电流控制补偿的方法峰值电流控制补偿的方法主要有以下几种：1.增量式电流控制：通过增加一个增量环节，实现对峰值电流的补偿。
增量环节可以通过电阻或电容实现。
2.积分式电流控制：通过积分环节，实现对峰值电流的补偿。
积分环节可以通过电容或电感实现。
3.反馈式电流控制：通过将输出电压或电流反馈到控制端，实现对峰值电流的补偿。
反馈环节可以通过电阻或电容实现。
五、实验结果与分析为了验证峰值电流控制补偿方法的有效性，进行了实验研究。
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿在电力电子领域，多相buck变换器峰值电流模控制的补偿是一个重要且复杂的主题。
它涉及到多相电力转换器的控制策略以及补偿设计，对于提高电力转换效率和稳定性至关重要。
本文将围绕这一主题展开深入探讨，从基本原理到实际应用进行全面评估，以期帮助读者更深入地理解和应用于实际工程中。
1. 多相buck变换器峰值电流模控制的基本原理在深入讨论多相buck变换器峰值电流模控制的补偿之前，首先需要了解其基本原理。
多相buck变换器是一种常见的降压转换器拓扑，在实际电力转换系统中得到了广泛的应用。
峰值电流模控制是一种流行的控制策略，通过调节占空比来实现输出电流的调节和保护。
在多相buck变换器中，采用多相输出和相间交错控制，可以有效分担系统的电流和功率，提高系统的稳定性和效率。
2. 补偿设计的挑战与需求多相buck变换器峰值电流模控制的补偿设计面临着诸多挑战与需求。
电力转换系统在实际工作中存在着非线性、交叉耦合和动态变化等复杂特性，需要进行合理的补偿设计来满足系统的性能要求。
多相buck 变换器的控制策略需要考虑多个相间的协调和匹配，以及在不同工作条件下的动态响应和稳定性。
3. 多相buck变换器峰值电流模控制的补偿策略针对多相buck变换器峰值电流模控制的补偿设计，可以采取多种策略来提高系统的性能和稳定性。
可以采用先进的控制算法如预测控制、自适应控制和模糊控制等，以应对复杂的动态特性和非线性特性。
还可以通过合理的参数设计和补偿网络设计来优化系统的响应速度和抑制系统的振荡和波动。
4. 实际应用与工程案例分析在实际工程中，多相buck变换器峰值电流模控制的补偿设计是一个综合性工程问题，需要综合考虑系统的稳定性、效率和成本等因素。
通过对实际应用与工程案例的分析，可以更好地理解和应用补偿设计的原理和方法，为相关领域的工程师和研究人员提供参考。
5. 个人观点与总结从个人观点来看，多相buck变换器峰值电流模控制的补偿设计是一个复杂而又具有挑战性的工程问题，需要充分考虑系统的动态特性和非线性特性，通过合理的补偿设计来提高系统的性能和稳定性。
一种buck-boost开关电源环路补偿电路设计
一种buck-boost开关电源环路补偿电路设计
设计一种buck-boost开关电源环路补偿电路的步骤如下：
1. 确定需要补偿的电源环路特性：首先，需要确定要补偿的电源环路具有哪些频率成分的干扰或噪音。
例如，可以通过频谱分析确定这些频率成分的频率范围和幅度。
2. 设计补偿网络：根据第一步的分析结果，设计一个合适的补偿网络来抵消电源环路的干扰或噪音。
补偿网络通常包括电容、电感和阻抗器等元件，可以选择串联或并联配置以实现所需的补偿效果。
3. 选择补偿元件参数：根据补偿网络的设计，选择合适的元件参数，如电容值、电感值和阻抗器阻值等。
可以通过仿真或实验来优化参数选择，并确保所选元件能够在所需频率范围内提供所需的补偿效果。
4. 布局和连接补偿电路：根据设计，将补偿网络的元件布局在电源环路中，并通过适当的连接方式将其与开关电源环路连接。
确保补偿网络能够有效地接收和处理来自电源环路的干扰或噪音，并将补偿信号输出到开关电源环路中。
5. 验证和调整：在连接完补偿电路后，进行验证和调整以确保补偿效果符合预期。
可以使用示波器、频谱仪等仪器来观察和测量电源环路的干扰或噪音幅度，并通过调整补偿网络的参数来优化补偿效果。
需要注意的是，设计补偿电路时需要考虑电路的稳定性和安全性，确保补偿网络不会引入额外的噪音或干扰，并且不会对开关电源环路的性能产生负面影响。
同时，还需遵守相关的电气标准和规范，以确保设计符合相关要求。
Buck变换器扰动补偿控制算法及实现
ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ １ ）控 制 方 法 较 难 取 得 满 意 的控 制 效 果 。针 对 这 一 问题 ， 该 文 基 于 扰 动 观 测 理 论 ，提 出 了一 种 抗 扰 动 控 制 方 法 。首 先 ，采用变参数 Ｐ Ｉ 控制器代替传统 Ｐ Ｉ 控制器，作为改进的 Ｐ Ｉ 控制器。该变 参数 Ｐ Ｉ 控制器不仅具有传统 Ｐ Ｉ 稳定简便 的
间缩 短了 ５ ８ ． ３ ％，输出 电压误差减小了 ３ ０ ． ０ ％，有效地提 高了 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换器 的稳定性和抗扰动性 。该研究为提高 Ｂ ｕ ｃ ｋ变 换器 的控 制 性 能 提 供 了参 考 。
关键词 ：控 制系统 ；算法；优化 ；降压 变换 器：变 Ｐ Ｉ 控 制：扰 动观 测器
例 如农业机 械 中直 流 电源 的高低压 变换 、农村微 电网并 网 以及光伏 发 电等 。但是 ，农业装 备 中具有 负载特性 的 多样化 、复杂化 ，以及 内部参数 的变化等特 点，因此对 电力 电子变 换器 的控 制提 出了更 高的要求 。在各 种 内外 部扰动条件 下 ，保证 变换器具有 良好的稳定性 、准确性 变得尤为重要 。比例积分微分 Ｐ Ｉ Ｄ（ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｌ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ １ ）控制方法具有结构简单 ，易于实现等优点 ， 因而被广 泛应用。 马红波等 【 ４ 】 介绍 了一种利用遗传算法对 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换器控制 中参数进行 寻优 的 Ｐ Ｉ Ｄ控制方法 ，优化 了Ｐ Ｉ Ｄ 控制器 的性能 。然而 ，这种方法 以精确 的数学模 型为前提 ，难 以在工程 中应用 。 成庶等【 ５ 】 将免疫反馈理论 应用 到积 分分离 Ｐ Ｉ Ｄ控制器 中实现 了 Ｐ Ｉ Ｄ参数 的自整定， 在模 型参 数变化 时具有较好的鲁棒性 。虽然 Ｐ Ｉ Ｄ 控制方
Buck电路闭环控制策略研究
编号
南京航空航天大学
电气工程综合设计报告题目Buck电路闭环控制策略研究
学院自动化学院
专业电气工程及其自动化
指导教师毛玲
二〇一五年一月
电气工程综合设计（论文）报告纸
i
Buck 电路闭环控制策略研究
摘 要
首先，本文对Buck 电路的3种闭环控制策略进行了原理分析，比较，并对Buck 主功率级电路进行了原理分析和建模，最后完成主电路的参数设计。
其次，本文详细阐述了V2控制工作原理，推导V2控制环的传递函数，并且建立小信号模型，对控制器进行优化设计。
最后使用SABER2007对BUCK 电路的V2控制电路进行了时域频域仿真。
关键词：Buck 电路，V2控制。
buck斩波器控制补偿电路的设计
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基于高开关频率精确模型的峰值电流型BUCK电源的补偿设计
Ｅ ＡＣ ８ ｏ Ｅ Ｃ：４ ｏ
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １０ － ４ ０ ２ １ ． １ ０ ６ ０ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ．０ ５ ９ ９ ．０ ２ Ｏ ． １ ｓ
基 于高 开 关频 率精 确 模 型 的峰值 电流 型
Ｂ Ｃ 电源 的 补 偿 设 计 水 Ｕ Ｋ
阚明建 ， 徐 申，孙伟锋
ｎ ｔｏｋｆ ｅｖｌ ｇ ｏｐ ｉ ｐｏ ｏｅ ， ｈｃ ｕｔ ｌ ｉａ ｓｔｅｚｒ ｏ ｔ ｆｈ ｏｔ ｅｌｏ ． ｈ ｅａ ｏｓｉ ｅｗ ｒ ｒ ｈ ｏ ａｅｌ ｓ ｒｐｓｄ ｗ ｉｈｊｓ ｅｉ ｎｔ ｅｏｐ ｉ ｅｖｌ ｇ ｏｐ Ｔ ｅｒｌ ｉ ｈｐ ｏｔ ｔ ｏ ｍ ｅ ｈ ｎｏｔ ａ ｔｎ
ｔａ ｓｅ ｔｏ ｔ ｕ ｏｔ ｇ ｓ ｂ ａ ｎ ｄ ｎ ｈ ｖ ｉ ｉ ｆ ｔ ｅ ｐ ｉ ｌ ｒ ｎ ｉ ｎ ｒ ｓ ｏ ｓ ｗ ｔ ｏ ｔ ｖ ｒｈ ｏ ａ ｄ ｒ ｎ ｉ ｎ ｕｐ ｔ ｖ ｌ ｅ ｉ ａ ｏ ｔ ｉ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｄ ｔ ｏ ｈ ｏ ｔ ｌ ｙ ｍａ ｔ ｓ ｔ ｅ ｐ ｎ ｅ ｉ ｕ ｏ ｅ ｓ ｏ ｔ ｎ ａ ｅ ｈ
ｏ ｃｌａｉｎ ｒ ｌｔｖ ｏ Ｖｏ ｉ ｒ ｖ ｄ ｂ ｈ ｐｃ ｉｃ ｉ ｓｍｕ ａｏ ． ｓ ｉｌｔｏ ｅａｉ ｅ ｔ ｒ ｓ ｐ ｏ ｅ ｙ ｔ ｅ Ｓ ｉｅ ｃ ｒ ｕｔ ｉ ｌ ｔｒ ｆ
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｌ ｓ ｎ ｌ ｄ ｌ ｌｏ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ； ａ ｓｅ ｔ ｅ ｐ ｎ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｍａｌ ｉ ａ ｇ ｍｏ ｅ ；ｏ ｐ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｔ ｎ ｉｎ ｓ ｏ ｓ ｏ ｒ ｒ
引入 的零点 。在此补偿模块基础上 ， 分析 了输出电压 对参考 电压 的传递 函数 的频率 响应 ， 和补偿 模块直流增益 之间的
buck 环路补偿 计算
Buck环路补偿是电力电子转换器设计中的一个重要概念，特别是在设计高效率的Buck转换器时。
它涉及到控制环路的稳定性和性能。
在这个问题中，我们将讨论如何计算Buck环路补偿。
首先，我们需要理解Buck转换器的工作原理。
Buck转换器是一种降压转换器，其基本工作原理是通过开关元件（通常是MOSFET）的周期性开关，将输入电压转换为输出电压。
在这个过程中，控制环路的任务是保持输出电压的稳定。
然而，由于电路中的电感和电容等元件的存在，控制环路可能会受到各种因素的影响，导致系统不稳定。
为了解决这个问题，我们需要引入环路补偿。
环路补偿的目的是改善控制环路的性能，使其能够更好地跟踪参考信号，从而保持输出电压的稳定。
环路补偿的计算通常涉及到系统的开环传递函数和闭环传递函数。
开环传递函数描述了没有控制器的情况下，系统对输入信号的响应。
闭环传递函数则描述了有控制器的情况下，系统对输入信号的响应。
通过比较这两个传递函数，我们可以计算出需要添加的补偿。
具体的计算方法通常涉及到一些复杂的数学公式，这里我们只给出一个简化的例子。
假设我们的Buck转换器有一个二阶的控制环路，其开环传递函数为：G(s) = K * (1 + T * s) / (s^2 + 2 * T * ω_n * s + ω_n^2)其中，K是开环增益，T是时间常数，ω_n是自然振荡频率。
闭环传递函数为：G_cl(s) = G(s) * C(s)其中，C(s)是控制器的传递函数。
我们的目标是找到一个补偿C(s)，使得闭环系统的相位裕度和增益裕度满足要求。
这通常需要通过计算机辅助设计软件或者试错法来完成。
总的来说，Buck环路补偿的计算是一个复杂的过程，需要对电力电子和控制系统理论有深入的理解。
但是，通过正确的设计和优化，我们可以使Buck转换器达到更高的效率和更好的稳定性。
基于3阶补偿网络的Buck电路输出电压控制策略的设计
２ １年 １ 月 ０ １ ２
武
汉
纺
织
大
学
学
报
Ｖ １ ４ Ｎｏ ６ ｏ２ ． ． ．
Ｄｅ ｃ． ２ ０１ １
Ｊ ＯＵ ＲＮ Ａ Ｌ ０ Ｆ Ｗ Ｕ ＨＡ Ｎ ＴＥＸ ＴＩ Ｕ Ｎ Ｉ ＥＲＳＩ ＬＥ Ｖ ＴＹ
基 于 ３阶补偿 网络 的 Ｂ ｃ ｕ ｋ电路输 出
１ Ｂ ｃ 变换器主 电路设计及 其数 学模 型 ｕｋ
１１ Ｂ ｃ ． ｕ ｋ变换器主 电路设计要求
Ｂ ｃ 变换器主电路 ｕｋ 如图 １ 所示 。Ｂ ｃ ｕｋ电路是一种降压斩波器 ，降压变换器输出电压平均值 Ｖ 等于占 ｏ 空 比乘以输入电压 Ｖｎ ｉ。该 电路使用一个全控型器件 ＭＯ Ｆ Ｔ Ｓ Ｅ 。当全控器件关断时给负载重的电感电流提供 通道 ， 设置了续流二极管 Ｖ ； Ｄ Ｌ为输出滤波电感 ；Ｃ为滤波电容；Ｒ为负载；输入直流 电压 （ ｉ） ４Ｖ 波 Ｖｎ ： ８ 动 ２％ （ ３． ～７ Ｖ） 输 出直流电压 （ ０ ：２Ｖ； ０ 即 ８ Ｖ ５． ； ４ ６ Ｖ ） ４ 输出功率 （ ） ０ Ｐ ：４Ｗ；电流纹波率 （ ） ．；开关 ｒ：０ ４ 频率 （ｓ：１０ Ｈ ；滤波电容 Ｅ Ｒ（ ｃ ：５ｍＱ ；锯齿波电压（ ｆ） ０ Ｋ Ｚ Ｓ Ｒ） ６ Ｖ ） ． ；采样网络传函 Ｈ （ ） ０ ：３ Ｖ ３ ｓ ＝－ ３
１ Ｂ ｃ 主 电路器件的选择与计算 ． ２ ｕｋ
从电路 图 １ 可以看出 ，电感 Ｌ 和电容 Ｃ组成低通滤波器。Ｂ ｃ 电路中一个重要 的磁性元器件电感 Ｌ ｕｋ 。 它起到能量传输的作用 ，对于 Ｂ ｃ ｕｋ电路来讲 ，Ｉ Ｉ 即电感 电流等于负载电流。开关断开时从电感输出的 ＝ｏ 能量以维持 回路 的导通。故此 ，电感 电流曲线不能断续 ，因为电流断续会 引起实际不可能发生的能量断续 现象 。所 以电感元件的设计和选择不仅对变换器的整体 ｌ能和体积起决定性作用外 ， 生 还影响到其他功率器 件 的选 择 。
Buck变换器的分数阶超前-滞后补偿控制研究
０ 引 言
Ｄ Ｃ — Ｄ Ｃ变换 器是一 种直流功率转 换设备 ， 能实现将一 固定直流 电压变 为可调的直流 电压 ． 它广泛应
用 于工业和 民用领域． 控制策略是实 现 Ｄ Ｃ — Ｄ Ｃ变换 器最优性 能输 出的保证． 传统 的整 数阶补偿 网络控制 方 法…， 通 常根据确 定性 的 Ｄ Ｃ — Ｄ Ｃ变换器 数学模 型 ， 借助 频域 特性分析 方法设 计 出恰 当的补偿 网络环
１ ０ ０ ４ — ６ ４ １ ０ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ ． ０ ０ ６ ３ ． ０ ７
Ｂ ｕ ｃ ｋ变换器 的分数 阶超前一 滞后 补偿控 制研究
徐 芳 ， 高 远 ， 袁 海英 ， 蓝会 立
（ 广 西科 技 大学 电气 与 信 息 工 程 学 院 ， 广 西 柳 州 ５ ４ ５ ０ ０ ６ ）
Ｇ ｏ ｄ （
ｏ 一 一 Ｖ
＝
Ｄ
ｃ
（ １ ）
式 中： Ｄ为 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器处 于平 衡输 出状 态 时 ， 开 关 器件 通 断 的 占空 比 ， 即 Ｄ＝ ／ ．
静 态性能变差．
近 年来 ， 随着 计 算 机 技术 发 展 ， 分 数 阶 微 积 分 理 论 被 广 泛应 用 于 物理 、 材料 、 信 号 处理 及 自动控 制 等 领 域 ］ ． 人 们 研 究 发 现分 数 阶 的控制 器 能 获 得 比整数 阶情 形 更 优 的 控 制 动 态 性 能 和鲁 棒 性 ， 这极 大 地 促 进 了
的 电压输 出性 能 ， 且 具 有 很 好 的控 制 鲁 棒 性 ．
Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器控 制系统建模
图１ 是 具有 补 偿 网络 控 制环 节 的 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器 原理 图． 由图 ｌ 可知 ， ｖ ｆ ＝ Ｒ￣ ｖ 。 ／ （ 见＋ Ｒ ） 是 测量 电压 ； ｅ （ ｔ ） ＝
buck电路补偿例题
buck电路补偿例题
好的，关于buck电路的补偿，我们可以从不同角度来进行讨论。
首先，让我们来看一下buck电路的基本原理。
buck电路是一
种降压转换器，用于将一个输入电压转换为较低的输出电压。
它由
一个开关管、电感、电容和负载组成。
当开关管导通时，电感储存
能量，当开关管关断时，电感释放能量，从而实现电压的降低。
在实际应用中，buck电路可能会受到各种因素的影响，例如负
载变化、输入电压波动、温度变化等。
为了保证稳定的输出电压，
我们需要对buck电路进行补偿。
一种常见的补偿方法是使用PID控
制器，通过调节开关管的占空比来实现对输出电压的稳定控制。
另
一种方法是使用电压模式控制，通过对电感电流进行反馈调节来实
现稳定的输出电压。
除了控制方法，我们还可以从电路参数的角度来进行补偿。
例如，可以通过选择合适的电感和电容数值，来实现对输出电压波动
的补偿。
此外，还可以考虑使用电压采样电路和滤波电路，来消除
输入电压的干扰，从而提高buck电路的稳定性。
另外，我们还可以从实际的例题来探讨buck电路的补偿方法。
例如，可以给出一个具体的buck电路参数，然后讨论如何根据这些参数来选择合适的补偿方法，以实现稳定的输出电压。
综上所述，buck电路的补偿涉及到控制方法、电路参数选择以及实际例题分析等多个方面。
通过综合考虑这些因素，我们可以实现对buck电路稳定性的有效提升。
buck电路补偿例题
buck电路补偿例题
好的，关于buck电路的补偿例题，我们可以从以下几个方面来
进行讨论和解答。
首先，我们可以从理论知识的角度来分析buck电路的补偿。
buck电路是一种降压转换器，它通过开关管的开关来控制输入电压，并通过电感和电容来实现输出电压的稳定。
在设计buck电路时，需
要考虑输入电压范围、输出电压稳定性、负载变化等因素，同时还
需要考虑开关管的损耗、电感和电容的参数选择等。
补偿设计可以
通过控制回路来实现，例如采用PID控制器来实现输出电压的稳定
控制。
其次，我们可以从实际应用的角度来讨论buck电路的补偿例题。
例如，设计一个输入电压范围为12V-24V，输出电压稳定在5V，负
载变化范围在0-5A的buck电路。
在这个例题中，我们需要考虑如
何选择合适的电感和电容参数，以及如何设计合适的控制回路来实
现输出电压的稳定控制。
另外，我们还可以从数学模型的角度来分析buck电路的补偿。
我们可以建立buck电路的数学模型，并通过控制理论和信号处理的
方法来设计补偿控制器，从而实现对输出电压的稳定控制。
在这个例题中，我们可以讨论如何建立buck电路的数学模型，以及如何通过控制理论方法来设计补偿控制器。
综上所述，针对buck电路的补偿例题，我们可以从理论知识、实际应用和数学模型等多个角度来进行全面的讨论和解答。
希望以上内容能够满足你的要求。
buck电流环路补偿方式导致时间不变的
buck电流环路补偿方式导致时间不变的我们来了解一下什么是buck电流环路补偿方式。
Buck电路是一种降压型的开关电源，它通过控制开关管的导通时间和截止时间来调节输出电压。
而电流环路补偿方式是一种用于提高系统稳定性和响应速度的控制技术。
它通过对电流环路进行补偿，使得系统在电流变化时能够快速稳定地达到设定值。
在buck电流环路补偿方式中，通过对电流环路进行补偿，可以有效地减小电流环路的不稳定性和响应时间，从而提高系统的稳定性和响应速度。
这种补偿方式主要通过增加一定的相位裕度和增益裕度来实现。
具体来说，buck电流环路补偿方式主要包括两个方面的补偿：零极点补偿和增益裕度补偿。
零极点补偿主要是通过在控制环路中增加一个或多个零点和极点来改变控制环路的传递函数，从而提高系统的稳定性和响应速度。
而增益裕度补偿则是通过增大控制环路的增益裕度，使得系统能够在电流变化时更快地达到设定值。
那么为什么buck电流环路补偿方式会导致时间不变呢？这是因为在buck电流环路补偿方式中，通过增加零极点和增益裕度，可以使得系统的稳定性和响应速度得到提高。
而稳定性和响应速度是衡量系统性能的重要指标之一，它们与时间密切相关。
因此，在buck 电流环路补偿方式下，尽管系统的稳定性和响应速度得到了提高，但时间却保持不变。
总结起来，buck电流环路补偿方式是一种通过增加零极点和增益裕度来提高系统稳定性和响应速度的控制技术。
尽管在这种补偿方式下系统的稳定性和响应速度得到了提高，但时间却保持不变。
这是因为稳定性和响应速度与时间密切相关，通过增加零极点和增益裕度可以改善这些指标，但时间本身并不会受到影响。
希望通过本文的介绍，读者对buck电流环路补偿方式以及其导致时间不变的原因有了更加清晰的了解。
这种补偿方式在实际应用中具有重要的意义，可以有效地提高系统的性能和稳定性。
未来的研究中，我们还可以进一步探索buck电流环路补偿方式的优化方法，以进一步提高系统的性能和稳定性。
Buck变流器级联系统直流母线电压补偿控制策略
Buck变流器级联系统直流母线电压补偿控制策略杜韦静;张军明;钱照明【摘要】在直流分布式电源系统的设计过程中,稳定性设计是最核心但最复杂的部分.随着系统规模日益庞大,若想将其作为整体进行稳定性设计几乎是不可能的.由于级联是分布式结构中最基本的连接形式,故深入研究、改善级联系统的稳定性对于确保整个系统的稳定运行非常重要.除优化设计变流器参数外,增加母线补偿装置(VBC)也是改善级联系统直流母线电压稳定性的一种有效途径,目前针对DC-DC级联系统母线补偿策略及补偿容量的研究已取得了一定的成果,其中一些研究还可以应用于大信号扰动的场合.但总体而言仍有进一步探索和发展的空间.本文从大信号的研究角度出发,基于混合势函数理论和回转器大信号模型,提出了一种直流母线电压补偿控制策略.该控制策略可根据级联系统中源、负载变流器的具体特性参数进行有针对性的补偿;同时,该策略由混合势函数理论的稳定性定理推导得出,从理论上保证了加入VBC后整个系统在大信号扰动下的稳定性.仿真和实验以峰值电流模式控制型Buck变流器级联系统为例对该补偿控制策略的有效性和补偿效果进行了验证.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)001【总页数】8页(P135-142)【关键词】级联系统;母线电压补偿策略;大信号稳定性;混合势函数理论;回转器模型【作者】杜韦静;张军明;钱照明【作者单位】浙江大学电气工程学院杭州 310027;浙江大学电气工程学院杭州310027;浙江大学电气工程学院杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TM461 引言在新能源技术大力发展的今天，直流分布式电源系统以其独特的优势逐渐成为业界研究的热点。
直流分布式电源系统的设计包括母线电压选择、前端和负载变流器的优化设计、系统的保持时间、成本控制、以及稳定性设计等方面。
其中稳定性设计是最基础、最核心、也是最复杂的部分[1,2]。
虽然系统中每个模块都能够单独稳定运行，但由于模块之间复杂的相互作用，整个系统的稳定性，尤其是在大信号扰动下（如启动、负载大幅阶跃等）的稳定性情况仍是令人困扰的一大难题。
提高Buck型DC-DC变换器带载能力的补偿设计
万方数据万方数据４６李新等：提高Ｂｕｃｋ型ＤＣ－ＤＣ变换器带载能力的补偿设计２０１１年ｋ＝Ｒ西×（ＪＬ／Ｒ一）ＸＲ；＝ｐＲ止×ＩＬ×≠Ｌ（７）上、盯删ｐＶ南加一（Ｊ。
／Ｒ。
）×Ｒ，一ｆ。
×毒生（８）■、ＷＶ—ｊ一×Ｒ，＋，勘抛×Ｒ，（９）电流反馈内环电路结构如图４所示。
从（７）、（８）式得出，通过调节比例电阻Ｒ、Ｒ。
、Ｒ～的阻值，可调节采样电压和斜坡电压的峰一峰值。
（９）式得出的Ｖ接入电流比较器的同相输入端。
ｋ图４电流反馈内环电路结构Ｆｉｇ．４Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔｆｅｅｄｂａｃｋｌｏｏｐｃｉｒｃｕｉｔ４输入电压和温度对带负载能力和峰值电流的影响４．１输入电压对带负载能力和峰值电流的影响振荡器产生的斜坡电压为固定值，不受输入电压和输出负载电流影响；采样电流是电感电流，输入电压变化导致采样电压的占空比变化，因此，采样电流与斜坡电流叠加后的电流峰值会发生变化［５］。
为了提高电路带负载能力，在ＰＷＭ比较器同相输入端叠加一个线性变化的电流信号，对输入高电压时的电流峰值进行补偿，使在不同输入电压情况下，误差放大器的输出维持在一定范围内ｒ６］。
ＰＷＭ比较器同相输人端电压Ｕ为：ｕ＝ｆ—Ｒ，＋ｆ幽加×Ｒ，＋Ｉ。
辱：．（１０）在输入电压为７Ｖ和３０Ｖ时，误差放大器的输出Ｖ厦７与玑比较的仿真结果如图５所示。
由图可知，输入电压为３０Ｖ时，Ｕ值较小，比较Ｖ隙７的最大值有很大的余量，带负载能力远远超出设定值，易导致功率器件损坏。
补偿后，仿真所得波形如图６所示，可以看出，补偿后不同输入电压时电路带负载能力差异减小。
图５电流比较器两端的工作波形Ｆｉｇ．５Ｗａｖｅｆｏｒｍｏｆｃｕｒｒｅｎｔｃｏｍｐａｒａｔｏｒｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ图６补偿后电流比较器两端的波形Ｆｉｇ．６Ｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｃｏｍｐａｒａｔｏｒａｆｔｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ４．２温度变化对带负载能力和峰值电流的影响温度会直接影响电路中反馈环的工作，限制电路正常工作的温度范围。
低占空比电流模式buck变换器反馈补偿
低占空比电流模式buck变换器反馈补偿以低占空比电流模式buck变换器反馈补偿为标题的文章低占空比电流模式buck变换器是一种常见的直流-直流(DC-DC)转换器，广泛应用于电子设备中。
然而，由于其工作在低占空比下，常常会出现输出电压波动的问题。
为了解决这一问题，需要对低占空比电流模式buck变换器进行反馈补偿。
我们来了解一下低占空比电流模式buck变换器的工作原理。
该变换器由开关管、电感、二极管和输出电容组成，通过控制开关管的导通时间和关断时间来实现电压转换。
在低占空比情况下，由于导通时间短，电感存储的能量有限，容易导致输出电压波动。
为了解决输出电压波动的问题，可以采用反馈补偿技术。
具体来说，可以将输出电压与参考电压进行比较，得到误差信号，然后通过控制开关管的导通时间和关断时间，使误差信号趋近于零，从而实现稳定的输出电压。
在低占空比电流模式buck变换器中，常用的反馈补偿技术包括电流模式控制和电压模式控制。
其中，电流模式控制是一种常见的方法，通过监测电感电流来实现反馈补偿。
具体来说，可以使用当前电感电流与参考电流之间的差值作为误差信号，然后通过控制开关管的导通时间和关断时间来调整电感电流，从而实现稳定的输出电压。
为了进一步提高低占空比电流模式buck变换器的性能，可以采用增加补偿网络的方法。
补偿网络可以通过增加电容、电阻等元件来调整反馈环路的频率响应，从而提高系统的稳定性和动态响应速度。
此外，还可以采用预测控制、自适应控制等先进的控制方法来进一步优化系统性能。
总结起来，低占空比电流模式buck变换器的反馈补偿是解决输出电压波动问题的关键。
通过采用电流模式控制和增加补偿网络等方法，可以提高系统的稳定性和动态响应速度。
未来，随着技术的发展，我们可以进一步探索新的反馈补偿技术，提高低占空比电流模式buck变换器的性能。
希望本文对读者了解和应用低占空比电流模式buck变换器的反馈补偿技术有所帮助。
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PA A P PBR1B P C QC 0
1 1 g [ PBR B A ] C Qyl 常值伴随向量：
向量微分方程：
x(t ) ( A BR1BT P) x(t ) BR1BT g , x(0) x0
的解，为近似最优轨线x(t)。
Vin R 1 G0 (s) H (s)Gm (s)Gvd (s) Rx Ry Vm s 2 LRC sL R
显然：G0 (s)Gc (s) 为补偿后的回路传递函数。 本文选取系统参数：Vin 48V ,V d 12V , L 0.1mH, C 500F , Rx
Buck变换器的最优控制补偿环节
由回路传递函数：
G0 ( s) V0 ( s) 9.6 d ( s) 5 108 s 2 104 s 1
可得出有关v0(t)与d(t)的关系式，从而得出一组动态方程：
0 1 x1 t 0 x 1 (t ) x(t ) ut x 2 (t ) 2e7 2e3 x2 t 1.92e8 y 1 0xt
et Vref v f 为电压跟踪误差信 v f Ryv0 /Rx Ry 是测量电压； 由图知： vc t 为补偿环节输出的控制电压； d t 为波载波信号与控制电压 号； 信号经调制获得的脉冲宽度调制（PWM）等幅信号，其体现控制 开关通断变化的占空比。结合原理图，对于给定的期望输出电压 Vd 存在关系 vref RyVd /Rx Ry 。 考虑变换器电流连续工作模式，借助开关平均建模方法，可 获得占空比至输出电压的传递函数：
求解极小值问题，也可以用MATLAB中的lqr函数进行：
K , P, E lqr( A, B, Q, R)
这里K为最优参数，P为对称正定矩阵，E则是闭环系统的特征值。 取 u(t)=-Ke(t) 从而得出所要求的控制器。Q为性能指标函数对于 状态量的权阵，为对角阵，元素越大，意味着该变量在性能函数中 越重要。要求性能函数求最小，也就是说该状态的约束要求高。 R阵为控制量的权重，对角阵，同样，对应的元素越大，这意味着， 控制约束越大。
Vc s
Gm s
d s
Gvd s
V0 s
H s
Gc ( s ) 为待设计的补偿网络传 其中： H s Ry /(Rx Ry ) 表示电压测量环节传递函数； G m (s) 为PWM调制器的传递函数， Gm (s) 1/ Vm ，其中 Vm 是载波幅度。 递函数； 结合图2 ：可求出无偿环节的闭环系统回路传递函数：
性能指标：
1 J [e (t )Qe(t ) u (t ) Ru(t )]dt 2 0 式中Q和R均为对称正定常数矩阵。 若阵对{A,B}完全可控，阵对{A,C}完全可观，则近似最优控制：
u(t ) R1B Px(t ) R1BT g
式中P为对称正定矩阵，满足下列黎代提卡代数方程：
V0 s Vd Vin R R Gvd s 2 2 d s D s LRC sL R s LRC sL R
式中：D为Buck 变换器处于平衡状态时，开关器件通断的占空比， 即为: D Vd / Vin
由此，得到图2：
vref s
E s
Gc s
K , P, E lqr( A, B, Q, R)
当取Q=[10 0;0 1]; R=1时：K=[3.0598 1.0000]; u(t)=-Kx(t)=-(k1x1(t)+k2x2(t) ) 由此，可得出闭合回路的仿真图：
Buck变换器最优控制补偿控制研究仿真图
仿真结果如图为：
其追踪函数仿真结果：
BUCK最优控制补偿策略
Buck变换器最优控制补偿控制研究仿真图
主电路
S
D
Vin
d t
L
C
R v0
Rx
vc t
PWM调制
补偿环节
et
vf
v
பைடு நூலகம்ef
控制电路 三角波 图1，Buck变换器补偿控制系统原理图。
Ry
Buck变换器控制器系统建模
如上图为：Buck变换器补偿控制系统原理图。
式中：x1(t)=V0(t); x2(t)=dV0(t)/dt; u(t)=d(t); 从而构造出闭环回路的 状态方程。其中A=[0 1;-2e7 -2e3];B=[0;1.92e8];C=[1 0]; 由图1可知构造补偿环节须知其输入与输出的关系式，便可得出 闭环系统的控制器： u(t)=-Kx(t)
Ry
Ry 100K,
R 1,Vm 2.5V
，开关S的工作频率fs=100KHz。
9.6 G0 ( s) 5 10 8 s 2 10 4 s 1
则闭环回路传递函数变为：
最优控制方法——无限时间定常跟踪系统简介
跟踪系统问题，是要求选择一控制律，使系统的实际输出跟 踪期望输出，并使规定的性能指标极小。调节问题就是一种特定 的跟踪系统问题，即零轨线的跟踪问题，主要讨论线性系统、二 次型性能指标的最有跟踪问题，采用极小值原理推理证明无限跟 踪系统的最优解。 可定义线性定常系统的动态方程为：
设yl为定常输入向量：yl=yref ，e(t)为误差向量，从而得到式： e(t)=yl-y(t) 要求确定最优控制u(t)，使差分环节输入y(t)跟随希望输入yl ， 并使性能指标： 1 J [e (t )Qe(t ) u (t ) Ru(t )]dt 2 0
利用lqr函数得出最优参数K
{x(t ) Ax(t ) Bu(t ) y (t ) Cx (t )
式中 x(t ) R ；u(t)=R ，且无约束，y(t)ϵR ，0<l≤m≤n;A、B、C 为维数适当的常数矩阵。 设yl为l维定常希望输出向量，e(t)为误差向量，由下式定义： e(t)=yl-y(t)
m l
n