报告《基于LabViewDC-DC变换器控制》

1、基于LabView的DC-DC变换器控制报告人：杨晨1.DC-DC变换器 DC-DC变换器共分成四类： Buck, Boost, Buck-Boost, Boost-Buck 目前主要研究Buck变换器. 1.DC-DC变换器 在开关频率足够快的情况下，DC-DC变换器可以近似为一般的状态空间模型，其状态方程为1(),1(),LinoooLiVVLVViCRS0 ,1其中即为MOS型开关管 是控制输入,的占空比，1.DC-DC变换器1,refoxVV定义输出电压误差误差动态方程为：122121,11,.orefindVxxdtVVxxxLCRCLCLCyx2.Buck变换器仿真仿真采用的是PS

2、IM软件开环Buck电路仿真：参数：12 ,0.5,10,5,1000,30inUV DfkHz LmH CF R2.Buck变换器仿真Buck开环控制 电感电流和输出电压响应2.Buck变换器仿真Buck闭环PI控制电路仿真：参数：12 ,10,5,1000,300.08,0.04inpIUVfkHz LmH CF RKK2.Buck变换器仿真Buck闭环PI控制 电感电流和输出电压响应3.LabVIEW和DAQ LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的

3、语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。 LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。 LabVIEW开发环境主要有前面板窗口和程序框图窗口。3.LabVIEW和DAQ程序框图窗口3.LabVIEW和DAQ前面板窗口3.LabVIEW和DAQ NI myDAQ（后面简称DAQ）是配合LabVIEW使用的硬件系统，通过USB线跟电脑连接。 采集信号，通过LabVIEW中的编好的算法进行处理，产生的控制器输出信号通过DAQ输出。3.LabVIEW和DAQ3.LabVIEW和DAQ3.LabVIEW和DAQ4.实验和问题实

4、验电路4.实验和问题PI算法的实现4.实验和问题电流为什么会成这样？4.实验和问题1.对于电感饱和以及断续工作问题的解决方法是：使用铁硅铝磁芯的电感。2.DAQ采集的电压于实际电压有差别，前面板上的示波器显示的波形与实际示波器测的波形有差别，表现在示波器的电压总比前面板上示波器的电压小。说明DAQ测得的电压不准，可以通过在DAQ测得的电压后面加上误差解决。3.测量电流的时候，有两种方案：1）感上串小电阻；2）电流传感器。两种方案都试过，但是方法2对原电路干扰小，而且因为示波器没有带隔离功能，使用方法1会造成短路。4.使用电流传感器，遇到电压漂移的问题，也是通过类似于问题2中的方法解决的。第一次

5、买电流传感器，没有经验，买的不是很合适，下一步希望能买到更合适点的传感器。5.DAQ调节时间依赖于电脑的处理速度以及程序的运算复杂程度，导致调节时间比较长，下一步准备用DSP做实验。5.有限时间算法在Buck电路中的应用122121,11,.orefindVxxdtVVxxxLCRCLCLCyx误差动态方程：11122222( )()( ),( )()( ),( )()( ),z sx Msx tz sM x MsM x tu sMMsMt将误差动态方程进行如下坐标变换：5.有限时间算法在Buck电路中的应用 1122222212( )()()( ),( )()11( ).refindz sd

6、x Msx Ms Mz sdsdsVVdz sdx MsMM z sMz su sMdsdsLCRCLCLC21221, 1, ( ),refinbML CbMR CVVfsusML CL C 令5.有限时间算法在Buck电路中的应用 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.有限时间算法在Buck电路中的应用121122at ( )at()fk szk sz 将控制器设计成：1212110,0,01,21kk其中 ( ),| 1,( ),| 1,sign xxsatxs

7、igxx()()sigxsign xx可以证得在此控制器的作用下，系统（1）是全局有限时间稳定的。具体证明见基于饱和有限时间控制技术的Buck变换器系统杨晨，程盈盈，都海波，吴翔.中国科技论文在线。（2）5.有限时间算法在Buck电路中的应用121122at ( )at()fk szk sz 控制器（2）在时间尺度变换tMs下，得到： 1211222( )atatrefininVLCtk sx tk sM x tVM V5.有限时间算法在Buck电路中的应用仿真仿真10.473k 21,k11/50.4pK 0.02IK 0.001DK 0.001M PID参数FC参数5.有限时间算法在Buc

8、k电路中的应用, . , ,. 00.050.10.150.20.250.3-0.500.511.52Time(s)Inductor Current(A) 饱 和 有 限 时 间 控 制PID控 制00.050.10.150.20.250.302468Time(s)Output Voltage(V) 饱 和 有 限 时 间 控 制PID控 制参考电压变化5V-8V-5V5.有限时间算法在Buck电路中的应用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