應(yīng)用于Buck型Dc-DC變換器的模糊PID算法的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝進(jìn)入深亞微米時(shí)代和集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，在高性能、低成本便攜式電子產(chǎn)品的應(yīng)用中，小功率DC-DC開關(guān)電源受到越來越多的關(guān)注。相比傳統(tǒng)的模擬電源，數(shù)字控制可以實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的控制策略，提高電源性能。因此，數(shù)字控制正成為DC-DC開關(guān)電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本文的主要內(nèi)容是給出了一種應(yīng)用于Buck型DC-DC變換器的模糊自適應(yīng)PID的數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)，研究了模糊控制器（Fuzzy controller）結(jié)合數(shù)字PID補(bǔ)償

2、器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。該控制器以模糊控制為基礎(chǔ)調(diào)節(jié)比例、積分、微分的參數(shù)。本文首先闡述了Buck型DC-DC變換器的工作原理，采用狀態(tài)空間平均法對(duì)變換器主拓?fù)溥M(jìn)行了建模，并且結(jié)合了DPWM和A/D模塊對(duì)系統(tǒng)做了穩(wěn)定性分析。之后在研究了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的幾種模糊PID控制器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)模糊PID控制器。其次，介紹了模糊PID控制器的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)字控制模糊PID算法，為了更精確的達(dá)到系統(tǒng)的性能要求，著重研究了比例因子設(shè)計(jì)、隸屬函數(shù)選擇、解模糊

3、方法優(yōu)化、模糊PID控制規(guī)則表的確定等。并且運(yùn)用Matlab工具對(duì)模糊PID補(bǔ)償器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真，以及在QuartusⅡ中對(duì)整個(gè)數(shù)字控制器進(jìn)行了代碼實(shí)現(xiàn)。
　　在此基礎(chǔ)上，本文搭建了數(shù)字電源驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)所設(shè)計(jì)的DC-DC變換器進(jìn)行了FPGA驗(yàn)證。利用該平臺(tái)對(duì)開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)分別進(jìn)行了測(cè)試，在輸入電壓5V、開關(guān)頻率1MHz的條件下，測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了模糊PID控制算法的優(yōu)越性。紋波電壓為10mV，峰值電壓時(shí)間為1.44 ms，建立時(shí)間為5