buck fuzzy control

1、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)MATLAB在電力電子仿真中的運(yùn)用方法。2、掌握FUZZY控制的原理和方式。二、 實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)BUCK電路，電源電壓24V，輸出電壓12V,輸出電流1A。運(yùn)用FUZZY方式控制，使BUCK電路滿(mǎn)足一下要求：1、 輸出電壓紋波小于70mv。2、 負(fù)載切換時(shí)（滿(mǎn)載到板載，半載到滿(mǎn)載），電壓波動(dòng)小于150mv。三、實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果1、BUCK電路拓補(bǔ)參數(shù)選取圖1：BUCK電路模型開(kāi)關(guān)頻率、占空比、負(fù)載電阻值的確定根據(jù)電路工作性能的要求，選取直流電源電壓()24V,開(kāi)關(guān)頻率()20KHZ，占空比（）50%，負(fù)載電阻（）12。電感、電容值的確定BUCK電路工作在電流連續(xù)狀態(tài)，則要

2、求電感電流增量（）的一半小于等于輸出電流()，即。有其中,，,可推得 （1）根據(jù)紋波要求：輸出電壓紋波（）小于70mv。有 可推得 （2）還需滿(mǎn)足：電路的諧振頻率（）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開(kāi)關(guān)頻率（）。有 可推得 （3）綜合考慮（1）（2）（3）式，選取 2、BUCK電路開(kāi)環(huán)仿真結(jié)果及分析圖2：BUCK電路開(kāi)環(huán)模型圖3：開(kāi)環(huán)BUCK負(fù)載電壓、負(fù)載電流圖線(xiàn)圖4：放大后的開(kāi)環(huán)BUCK負(fù)載電壓、負(fù)載電流圖線(xiàn)由圖3、圖4可知，電路的拓補(bǔ)參數(shù)選取適當(dāng)，使BUCK電路基能夠穩(wěn)定工作。電路工作時(shí)，輸出電壓在12V左右，輸出電流在1A左右，電壓紋波小于70MV。輸出電壓存在的靜差和超調(diào)，可以通過(guò)后續(xù)的閉環(huán)控制進(jìn)行改善。3、

3、BUCK電路FUZZY控制仿真步驟、結(jié)果及分析BUCK電路FUZZY控制模型 圖5:BUCK電路FUZZY控制模型FUZZY模塊設(shè)計(jì)FUZZY控制規(guī)則選取如下：表1：FUZZY控制規(guī)則表（E誤差 EC誤差變化率 U控制器輸出）uUECNBNMNSZPSPMPBENBPBPBPBPBPMPSZNMPBPBPBPMPSZNSNSPBPBPMPSZNSNMZPBPMPSZNSNMNBPSPMPSZNSNMNBNBPMPSZNSNMNBNBNBPBZNSNMNBNBNBNBFUZZ模塊的建立FUZZY模塊的建立過(guò)程如下：（1）設(shè)置輸入輸出,如下圖： （2）選擇輸入輸出的隸屬度函數(shù)，如下圖：(3) 添加

4、FUZZY控制規(guī)則 ，如下圖（4）調(diào)整FUZZY控制器的輸入、輸出增益（gain、gain1、gain2），使控制效果達(dá)到最佳。結(jié)果分析圖6：BUCK電路FUZZY控制換載信號(hào)、負(fù)載電壓、負(fù)載電流圖線(xiàn)圖7：放大后的BUCK電路FUZZY控制換載信號(hào)、負(fù)載電壓、負(fù)載電流圖線(xiàn)由圖6、圖7知，BUCK電路工作穩(wěn)定，性能參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。負(fù)載電壓為12V,負(fù)載電流為1A，電壓紋波小于70mv。電路在0.02s和0.04s進(jìn)行了滿(mǎn)載到半載、半載到滿(mǎn)載的切換，電壓波動(dòng)均小于150mv。FUZZY控制彌補(bǔ)了開(kāi)環(huán)靜差，抑制了超調(diào)。四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)由于模糊控制器的輸出是一系列的規(guī)則推演的結(jié)果，而非由數(shù)值計(jì)算得到，因而模糊控制相比傳統(tǒng)的控制方式，可移植性更好，應(yīng)用更靈活。模糊控制是基于專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的控制，這就使得人的因素對(duì)控制效果的影響變大。選擇的隸屬度函數(shù)不同，控制效果也不完全相同。這樣的不確定性使得模糊控制相對(duì)于傳統(tǒng)的控制方式對(duì)新手而言掌握起來(lái)較難。參考文獻(xiàn)1. 張中國(guó).智能控制系統(tǒng)及應(yīng)用M.北京:中國(guó)電力出版社,2007.2. 王兆安,劉進(jìn)軍.電力電