全状态基于观察者的杆位控制器用于脉冲宽度调制的切换模式电压控制的buck转换器转换器
Yeshiwas Fetene1, Endalew Ayenew2, Solomon Feleke1
1Electrical and Computer Engineering, Debre Berhan University, Debre Birhan, Ethiopia.
本研究介绍了开关模式DC-DC转换器的成本效益高的控制器,消除了对电流传感器的需求. 基于观察者的设计确保了可再生能源和电动汽车应用中的快速响应和稳定的电压调节.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 控制系统 控制系统
- 电力电子 电力电子 电力电子
背景情况:
- 开关模式的直流-直流转换器对于可再生能源,电动汽车和家电至关重要.
- 对于直流-直流转换器来说,控制器的高实施成本仍然是一个挑战.
- 现有的控制器通常需要当前的传感器,增加复杂性和成本.
研究的目的:
- 为PWM电压控制的Buck转换器提出一个成本效益高的基于观察者的杆位控制器.
- 通过使用全态观察器来消除对电流传感器的需求.
- 为拟议的控制器提供清晰,逐步的设计方法.
主要方法:
- 利用了巴克转换器的状态空间平均模型.
- 设计了一个带有集成器补偿器的杆位控制器,以改善短暂和稳定状态响应.
- 实现了全态观察器来估计电感器电流,消除了对物理传感器的需求.
- 应用了分离原则,用于控制器和观察者的独立设计,确保更快的观察者趋同.
主要成果:
- 控制器证明了对参考输出电压的有效跟踪,即使有输入电压干扰.
- 全状态观察者准确地估计了电感器电流,通过MATLAB/SIMULINK.模拟验证.
- 使用低成本模拟电子元件成功实现了设计的控制器和观察器.
- 实现了设计规格的沉降时间<5毫秒和超标<5%.
结论:
- 拟议的基于观察者的杆位控制器为DC-DC转换器提供了具有成本效益的解决方案.
- 无传感器方法简化了转换器的设计,并降低了实施成本.
- 该控制器可确保在各种应用中提供强大的性能和精确的电压调节.
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