移相全橋ZVZCS變換器控制策略的研究.pdf

1、DC／DC變換器作為電力電子電能變換技術(shù)的一個重要研究方向,越來越受到世界各國的重視。在中大功率直流應(yīng)用場合,由于移相全橋ZVZCS變換器能夠?qū)崿F(xiàn)超前臂的零電壓開關(guān)和滯后臂的零電流開關(guān),減小功率損耗,從而發(fā)展成為中大功率DC／DC變換器的主流。為滿足系統(tǒng)更高的性能要求,需要采用先進的控制策略。因此,開展針對移相全橋ZVZCS變換器控制策略的研究具有十分重要的意義。
　　 本文首先分析了移相全橋ZVZCS變換器的工作過程和電路特性

2、,并在此基礎(chǔ)上對主電路關(guān)鍵參數(shù)進行了設(shè)計,然后對主電路進行了仿真研究。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的主電路在給定驅(qū)動信號下能夠較好地實現(xiàn)超前臂的零電壓開關(guān)和滯后臂的零電流開關(guān),主電路參數(shù)設(shè)計較合理。同時借鑒Buck變換器小信號建模方法,對移相全橋ZVZCS變換器建立了小信號模型,并推導(dǎo)了其在連續(xù)導(dǎo)電模式下的傳遞函數(shù)。
　　 為了將先進的控制策略引入到PID控制之中,對常規(guī)PID控制策略進行了研究。主要對常規(guī)PID控制理論進行了介紹,對電

3、壓模式控制系統(tǒng)和平均電流模式控制系統(tǒng)的基本原理進行了分析。利用Saber軟件對電壓模式單閉環(huán)控制系統(tǒng)以及平均電流模式雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進行了常規(guī)PID控制策略的閉環(huán)仿真研究。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的電壓模式單閉環(huán)控制和平均電流模式雙閉環(huán)控制都能實現(xiàn)移相全橋ZVZCS變換器的穩(wěn)定輸出,閉環(huán)設(shè)計較合理。
　　 為了提高控制性能,本文研究了模糊控制和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制兩種智能控制策略,并分別設(shè)計了模糊自適應(yīng)PID控制器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制

4、器。利用Saber軟件和Simulink的協(xié)同仿真功能,實現(xiàn)了移相全橋ZVZCS變換器在模糊自適應(yīng)PID控制器下的閉環(huán)仿真研究,利用Matlab軟件的M文件編寫了移相全橋ZVZCS變換器在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器下的仿真程序,并分別與常規(guī)PID控制進行了詳細(xì)的比較。仿真結(jié)果表明,采用本文所設(shè)計的模糊自適應(yīng)PID控制器以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器,系統(tǒng)的超調(diào)量小、響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)時間短,控制性能明顯優(yōu)于常規(guī)的PID控制器。同時對兩種智能控