報(bào)告《基于LabView的DC-DC變換器控制》

1、基于LabView的DC-DC變換器控制報(bào)告人：楊晨1.DC-DC變換器 DC-DC變換器共分成四類： Buck, Boost, Buck-Boost, Boost-Buck 目前主要研究Buck變換器. 1.DC-DC變換器 在開關(guān)頻率足夠快的情況下，DC-DC變換器可以近似為一般的狀態(tài)空間模型，其狀態(tài)方程為1(),1(),LinoooLiVVLVViCRS0 ,1其中即為MOS型開關(guān)管 是控制輸入,的占空比，1.DC-DC變換器1,refoxVV定義輸出電壓誤差誤差動(dòng)態(tài)方程為：122121,11,.orefindVxxdtVVxxxLCRCLCLCyx2.Buck變換器仿真仿真采用的是PS

2、IM軟件開環(huán)Buck電路仿真：參數(shù)：12 ,0.5,10,5,1000,30inUV DfkHz LmH CF R2.Buck變換器仿真Buck開環(huán)控制 電感電流和輸出電壓響應(yīng)2.Buck變換器仿真Buck閉環(huán)PI控制電路仿真：參數(shù)：12 ,10,5,1000,300.08,0.04inpIUVfkHz LmH CF RKK2.Buck變換器仿真Buck閉環(huán)PI控制 電感電流和輸出電壓響應(yīng)3.LabVIEW和DAQ LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的

3、語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。 LabVIEW軟件是NI設(shè)計(jì)平臺(tái)的核心，也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇。 LabVIEW開發(fā)環(huán)境主要有前面板窗口和程序框圖窗口。3.LabVIEW和DAQ程序框圖窗口3.LabVIEW和DAQ前面板窗口3.LabVIEW和DAQ NI myDAQ（后面簡稱DAQ）是配合LabVIEW使用的硬件系統(tǒng)，通過USB線跟電腦連接。 采集信號(hào)，通過LabVIEW中的編好的算法進(jìn)行處理，產(chǎn)生的控制器輸出信號(hào)通過DAQ輸出。3.LabVIEW和DAQ3.LabVIEW和DAQ3.LabVIEW和DAQ4.實(shí)驗(yàn)和問題實(shí)

4、驗(yàn)電路4.實(shí)驗(yàn)和問題PI算法的實(shí)現(xiàn)4.實(shí)驗(yàn)和問題電流為什么會(huì)成這樣？4.實(shí)驗(yàn)和問題1.對(duì)于電感飽和以及斷續(xù)工作問題的解決方法是：使用鐵硅鋁磁芯的電感。2.DAQ采集的電壓于實(shí)際電壓有差別，前面板上的示波器顯示的波形與實(shí)際示波器測的波形有差別，表現(xiàn)在示波器的電壓總比前面板上示波器的電壓小。說明DAQ測得的電壓不準(zhǔn)，可以通過在DAQ測得的電壓后面加上誤差解決。3.測量電流的時(shí)候，有兩種方案：1）感上串小電阻；2）電流傳感器。兩種方案都試過，但是方法2對(duì)原電路干擾小，而且因?yàn)槭静ㄆ鳑]有帶隔離功能，使用方法1會(huì)造成短路。4.使用電流傳感器，遇到電壓漂移的問題，也是通過類似于問題2中的方法解決的。第一次

5、買電流傳感器，沒有經(jīng)驗(yàn)，買的不是很合適，下一步希望能買到更合適點(diǎn)的傳感器。5.DAQ調(diào)節(jié)時(shí)間依賴于電腦的處理速度以及程序的運(yùn)算復(fù)雜程度，導(dǎo)致調(diào)節(jié)時(shí)間比較長，下一步準(zhǔn)備用DSP做實(shí)驗(yàn)。5.有限時(shí)間算法在Buck電路中的應(yīng)用122121,11,.orefindVxxdtVVxxxLCRCLCLCyx誤差動(dòng)態(tài)方程：11122222( )()( ),( )()( ),( )()( ),z sx Msx tz sM x MsM x tu sMMsMt將誤差動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行如下坐標(biāo)變換：5.有限時(shí)間算法在Buck電路中的應(yīng)用 1122222212( )()()( ),( )()11( ).refindz sd

6、x Msx Ms Mz sdsdsVVdz sdx MsMM z sMz su sMdsdsLCRCLCLC21221, 1, ( ),refinbML CbMR CVVfsusML CL C 令5.有限時(shí)間算法在Buck電路中的應(yīng)用 1221 122( )=( ),( )( )( )dz szsdsdzsb zsb zsf sds ，得到如下方程：120,0,bb( )fs其中是控制器。（1）5.有限時(shí)間算法在Buck電路中的應(yīng)用121122at ( )at()fk szk sz 將控制器設(shè)計(jì)成：1212110,0,01,21kk其中 ( ),| 1,( ),| 1,sign xxsatxs

7、igxx()()sigxsign xx可以證得在此控制器的作用下，系統(tǒng)（1）是全局有限時(shí)間穩(wěn)定的。具體證明見基于飽和有限時(shí)間控制技術(shù)的Buck變換器系統(tǒng)楊晨，程盈盈，都海波，吳翔.中國科技論文在線。（2）5.有限時(shí)間算法在Buck電路中的應(yīng)用121122at ( )at()fk szk sz 控制器（2）在時(shí)間尺度變換tMs下，得到： 1211222( )atatrefininVLCtk sx tk sM x tVM V5.有限時(shí)間算法在Buck電路中的應(yīng)用仿真仿真10.473k 21,k11/50.4pK 0.02IK 0.001DK 0.001M PID參數(shù)FC參數(shù)5.有限時(shí)間算法在Buc

8、k電路中的應(yīng)用, . , ,. 00.050.10.150.20.250.3-0.500.511.52Time(s)Inductor Current(A) 飽 和 有 限 時(shí) 間 控 制PID控 制00.050.10.150.20.250.302468Time(s)Output Voltage(V) 飽 和 有 限 時(shí) 間 控 制PID控 制參考電壓變化5V-8V-5V5.有限時(shí)間算法在Buck電路中的應(yīng)用00.050.10.150.20.250.30.350123456Time(s)Output Voltage(V) 00.050.10.150.20.250.30.3500.511.52Time(s)Inductor Current(A) 0.1 0.105 0.110.4