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基于输入电压前馈的双管Buck-Boost变换器双闭环控制策略

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简介:
本文提出了一种采用输入电压前馈的双管Buck-Boost变换器的双闭环控制策略,有效提升了系统的动态响应与稳定性。 为了解决宽范围输入双管Buck-Boost变换器在Buck和Boost模式切换及输入电压波动情况下电感电流与输出电压出现较大变化的问题,本段落提出了一种带输入电压前馈的两模式平均电流控制策略。该方法结合了具有电压电流双重闭环结构的平均电流控制以及单载波双调制技术,以提高变换器动态响应性能,并实现两种工作模式间的平滑过渡。同时,通过有效管理电感电流来确保设备的安全运行。 为了克服传统双闭环前馈函数实施和简化过程中的困难,本段落创新性地将输入电压前馈引入到电流内环中,从而显著提升了变换器的输入动态响应性能。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台以及硬件试验平台上验证了所提出控制策略的有效性和可行性。

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客服
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  • Buck-Boost
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    本文提出了一种采用输入电压前馈的双管Buck-Boost变换器的双闭环控制策略,有效提升了系统的动态响应与稳定性。 为了解决宽范围输入双管Buck-Boost变换器在Buck和Boost模式切换及输入电压波动情况下电感电流与输出电压出现较大变化的问题,本段落提出了一种带输入电压前馈的两模式平均电流控制策略。该方法结合了具有电压电流双重闭环结构的平均电流控制以及单载波双调制技术,以提高变换器动态响应性能,并实现两种工作模式间的平滑过渡。同时,通过有效管理电感电流来确保设备的安全运行。 为了克服传统双闭环前馈函数实施和简化过程中的困难,本段落创新性地将输入电压前馈引入到电流内环中,从而显著提升了变换器的输入动态响应性能。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台以及硬件试验平台上验证了所提出控制策略的有效性和可行性。
  • BuckPI流和
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    本研究探讨了一种基于双闭环控制策略的Buck变换器设计,特别关注于采用PI控制器实现精确的电流和电压调节。通过优化内外环参数,该方法有效提升了系统的动态响应与稳态精度,适用于广泛电源管理应用中高效、稳定的电力转换需求。 Buck双闭环控制包括内环电流环和外环电压环,构成一个完整的双闭环控制仿真模型。
  • Buck探讨-Buck研究.rar
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    本研究聚焦于输入电压前馈Buck变换器,深入探讨其工作原理及优化方法。通过分析不同条件下变换器性能变化,提出改进策略以提升效率和稳定性。 摘要:基于数字应用的灵活性优势,本段落提出了一种用于DC/DC变换器的数字控制技术——数字比例前馈控制(Digital Proportional Feed Forward, 简称DPFF)。文中分析了采用该方法的变换器在稳态误差、瞬态响应和控制算法复杂度方面的性能。相比于传统的比例控制(P 控制)、比例积分控制(PI 控制)以及前馈控制(Feed Forward Control,简称 FF 控制),DPFF 方法具备操作简便、无稳态误差的特点,并且对于参考阶跃响应具有更优的瞬态响应性能。此外,在暂态性能方面,该方法优于传统的 PI 控制变换器。通过基于 FPGA 的实验电路验证了理论分析和仿真的结论。
  • Buck-Buck及仿真_Buck
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    本文介绍了一种基于双闭环控制策略的改进型Buck-Buck直流-直流转换器,并对其进行了详细的仿真分析。通过优化内外环参数,有效提升了系统的动态响应和稳定性。 在电力电子领域中,Buck变换器是一种广泛应用的直流-直流(DC-DC)转换器,其主要功能是将高电压转化为低电压。为了提高系统的稳定性、精度以及响应速度,在实际应用中通常采用双闭环控制策略。本段落深入探讨了双闭环Buck变换器的概念、工作原理及MATLAB Simulink仿真的方法,并介绍了如何构建一个闭循环的Buck变换器模型。 一、双闭环Buck变换器 这种类型的转换器由电压环和电流环组成,其中电压环作为外环负责调节输出电压;而电流环则充当内环的角色来确保电流稳定。这样的设计可以兼顾快速动态响应与良好的稳态性能。具体而言,通过比较实际输出电压与期望值产生的误差信号经过PID控制器处理后影响开关器件的占空比以改变电感器平均电流进而调整输出电压;同时监控负载电流并产生相应的控制指令来保持电流稳定。 二、工作原理 1. 电压环:此环节中,基于从传感器获取的信息,通过比较实际值与设定值产生的误差信号经过PID控制器处理后生成一个调节信号影响开关器件的占空比以调整输出电压。 2. 电流环:该部分负责监测负载电流,并将测量结果与设定值进行对比产生误差。此误差同样会经过PID控制器处理直接影响到开关频率,从而保持电流稳定。 三、MATLAB Simulink仿真 利用强大的系统级模拟工具——MATLAB Simulink可以对双闭环Buck变换器的工作过程进行模拟和分析。在名为“buck.slx”的Simulink模型中应包含以下主要模块: 1. 电压比较器:用于对比实际输出电压与设定值。 2. PID控制器:为内外环路提供控制信号。 3. 开关模型:模仿开关器件的动作,例如MOSFET或IGBT的行为。 4. 电感和电容:存储并滤除能量波动的影响。 5. 监测模块:包括电流传感器与电压传感器来监测实际运行状态。 6. 模拟负载:模拟了真实应用中的各种负载条件。 通过调整Simulink模型内的参数,可以观察到不同工况下的系统表现情况,例如瞬态响应、稳态误差以及环路稳定性等指标的变化。 四、闭环Buck变换器的优势 1. 提高稳态精度:反馈控制能够精确地维持输出电压在设定值附近。 2. 快速动态响应:对于负载或输入电压的突然变化,闭合回路系统可以更快调整以保证系统的稳定运行。 3. 增强鲁棒性:该类型变换器具有较强的抗干扰能力和适应元件参数变动的能力。 总结来说,双闭环Buck变换器是电力电子领域中一种高效且稳定的电压调节方法。通过使用MATLAB Simulink进行仿真研究,我们可以更深入地理解其工作原理,并进一步优化控制策略以满足各种应用场景的需求。“buck.slx”文件提供了一个实践闭合回路控制器的起点,为后续的研究与设计提供了便利条件。
  • 流内buck-boost向DC-DC仿真研究(为直流源,出连接至蓄池)
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    本文探讨了采用电压外环和电流内环双闭环控制策略下的Buck-Boost双向DC-DC变换器,在输入为直流电压源且输出负载为电池的条件下进行仿真分析。 非隔离双向DC-DC变换器(buck-boost变换器)采用电压外环电流内环的双闭环控制方式,在正向运行时实现直流电压源给电池恒流恒压充电,反向运行时则通过电池放电来维持直流侧电压稳定。在MATLAB Simulink中建立仿真模型,输入端为直流电压源,输出端连接蓄电池模型。
  • Buck
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    双闭环Buck变换器是一种电源转换电路,采用内、外两个控制环路来优化输出电压稳定性和负载瞬态响应,广泛应用于直流电源系统中。 Buck变换器采用双闭环PI控制实现DC-DC转换,性能指标优良。
  • Boost PFC及Matlab Simulink仿真实现
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    本研究提出了一种应用于Boost PFC(功率因素校正)变换器的新型双闭环控制策略,并利用MATLAB/Simulink软件进行仿真验证,展示了该方法的有效性和优越性。 在现代电力电子系统中,功率因数校正技术(PFC)扮演着至关重要的角色。其中,Boost PFC变换器作为一种常用的功率因数校正设备,在优化性能和设计控制策略方面备受关注。通过提高输入电流的功率因数并减少电网中的谐波污染,这种变换单元能够提升电能利用率,并在各种电气与电子装置中得到广泛应用。 为了进一步增强其效能,双闭环控制系统被提出作为一种有效的手段。这一方法利用两个独立但相互作用的控制回路——一个负责调整输入电流(即电流环),另一个则确保输出直流电压稳定(即电压环)。通过这种方式,Boost PFC变换器不仅能够实现更高功率因数的操作模式,还能在动态响应速度和输出稳定性方面表现出色。 为了验证双闭环控制系统的效果并进行深入分析,利用Matlab Simulink创建仿真模型成为一种常见且有效的方法。作为一种基于图形化的编程环境,Simulink提供了一个直观的平台来构建复杂电气系统的模拟框架,并支持各种电力电子设备(如Boost PFC变换器)的建模和测试。 本段落档详细探讨了双闭环控制策略的基本理论、实施方法以及在Matlab Simulink中建立仿真模型的具体步骤。文档介绍了如何设计电流环与电压环算法,同时提供了构建Simulink环境下的模拟框架指南。此外,文中还讨论了通过仿真实验评估该控制系统性能的方法,并重点关注功率因数提升程度及输出稳定性的表现。 一系列的实验和结果分析表明,在改善Boost PFC变换器效能方面,双闭环控制策略发挥了关键作用。同时,文档也探讨了一些在实际应用中可能出现的问题及其潜在解决方案,为电力电子领域的研究与工程实践提供了有价值的参考依据。 仿真技术对于研发过程中的优化至关重要。借助Matlab Simulink的模拟功能,在不依赖于物理硬件的情况下测试各种控制方案成为可能。这不仅有助于降低开发成本和风险,还能够更直观地观察系统动态行为的变化趋势,从而促进对电力电子系统的深入理解和持续改进。 文档中还包括了若干图片,这些图像可能是Simulink仿真模型截图或是理论公式与控制系统示意图的展示图。它们将帮助读者更好地理解文中所述内容,并加深对Boost PFC变换器双闭环控制策略及其仿真实现过程的认识。 总之,Boost PFC变换器双闭环控制策略及相应的Matlab Simulink模拟研究是电力电子技术领域的关键课题。通过实施这种控制系统和构建仿真模型,可以显著提高变换单元的性能,并借助先进的仿真工具加速研发流程、提升效率,最终实现优化目标。
  • DCBoostBuck路及其PI滑模动态仿真分析
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    本文研究了DC变换器中Boost和Buck电路的应用,并探讨了基于PI滑模双闭环控制策略的电流环与电压环动态特性,通过仿真验证其有效性。 本段落研究了DC变换器中的Boost电路、Buck电路以及Cuk电路,并采用PI控制器与滑模控制器的双闭环控制策略进行了动态仿真分析。其中内环使用平均电流采样,而Buck变器则采用了软启动技术以确保电流不会发生突变。通过仿真实验,在0.5秒的时间内完成了软启动过程,输出电压能够完美地跟随参考电压的变化;在1秒时加载开始后,虽然输出电压出现轻微波动,但很快又恢复到给定的参考值上。 整个仿真采用了完全离散化的处理方式,主电路和控制部分以不同的步长进行运行操作。这种设置更贴近实际应用中的情况。研究重点在于多类型DC变换器电路与双闭环控制系统之间的协同工作性能分析。
  • Buck-Boost 流设计
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    Buck-Boost双闭环电压电流设计介绍了一种先进的电源转换技术,通过内外环控制策略优化输出电压和电流的稳定性与精度。此设计广泛应用于可再生能源系统及电子设备中,有效提升效率和性能。 BUCK-boost双闭环反馈电路的设计与调试包括扰动分析和负载分析。
  • MATLAB仿真Buck分析
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    本研究探讨了在MATLAB环境下对Buck变换器采用双闭环控制策略的仿真分析,旨在优化其动态响应和稳态性能。 本段落研究了基于MATLAB仿真的Buck电路双闭环控制策略,并设计与分析了双闭环Buck电路的MATLAB仿真模型。该模型涵盖了开关模式控制以及输出电压稳定等方面的内容,通过仿真验证了双闭环控制系统在提高系统响应速度和稳定性方面的有效性。