buck电路PID和FUZZY闭环控制

智能控制课程设计buck电路PID和FUZZY闭环控制设计报告专业：电气工程学号：15S053144姓名：张佳云目录第一章绪论 ①建立FUZZY文件设置两个输入变量，分别是E和EC，输入范围是-1到1；一个输出变量U，输出范围是-1到1；且对它们均设置7个隶属度函数。具体设置如下图所示：图4.2输入误差E的隶属度函数图4.3误差变化率Ec的隶属度函数图4.4输出电压U的隶属度函数②添加规则库根据专家经验，规则库的设计如下表所示：ECEECENBNMNSZEPSPMPBNBNBNBNBNBNMNSZENMNBNBNMNSNBZEPSNSNBNBNMNSZEPSPMZENBNMNSZEPSPMPBPSNMNSZEPSPMPBPBPMNSZEPSPMPBPBPBPBZEPSPMPBPBPBPB表1模糊控制器规则库模糊控制器输出量曲面观测图为：图4.5模糊控制器输出量曲面观测图③搭建MATLAB仿真模型BUCK的FUZZY控制的仿真电路为：图4.6BUCK的FUZZY控制的仿真电路（3）FUZZY调试与仿真结果仿真过程中主要调节了E和EC两路的量化因子，调节这两个数值，最终确定Ke为80，Kec为400，FUZZY的输出结果基本满足要求。1、当输入电压为24V时，eq\o\ac(○,1)未加切载时，系统仿真结果为：图4.7输入电压为24V，未加切载时，系统仿真结果输出电压的纹波图4.8输出电压的纹波eq\o\ac(○,2)加入切载时，系统仿真结果为：图4.9输入电压为24V，加入切载时，系统仿真结果2、当输入电压为30V时，eq\o\ac(○,1)未加切载时，系统仿真结果为：图4.10输入电压为30V，未加切载时，系统仿真结果输出电压的纹波图4.11输出电压的纹波eq\o\ac(○,2)加入切载时，系统仿真结果为：图4.12输入电压为30V，加入切载时，系统仿真结果3、当输入电压为36V时，eq\o\ac(○,1)未加切载时，系统仿真结果为：图4.13输入电压为36V，未加切载时，系统仿真结果输出电压的纹波图4.14输出电压的纹波eq\o\ac(○,2)加入切载时，系统仿真结果为：图4.15输入电压为36V，加入切载时，系统仿真结果由以上仿真结果知，当输入电压为24V、30V和36V时，输出电压的超调量都非常小，调节时间小于1.5ms，说明FUZZY的调节要明显快于PID，电压纹波也小于30mv，只是电压纹波没有像PID的输出电压纹波那样呈规则的三角形，加入切载后的超调量也小于3%，因此，模糊控制器的设计基本符合要求。第五章总结通过完成本次智能控制的作业，我学习了电力电子系统的小信号建模的方法。通过电力电子系统的小信号建模，可以对系统进行校正和控制，来达到期望的性能指标，同时对PID和FUZZY两种控制方法有了更加深刻的认识。本次PID和FUZZY的设计基本都能满足要求，PID和FUZZY相比，FUZZY调节时间明显小于PID，说明FUZZY动态性能更优越，但是FUZZY输出纹波没有像PID的电压纹波那样规则；其次PID和FUZZY在超调量、切载性能上都比较好，设计都满足要求。最后要感谢张东来老师课上的精心指导，能够为学生提供这样的一次锻炼自己的机会，感谢实验室谷雨师兄耐心指导和帮助，使我能够圆满完成本次设计。参考文献[1]徐德鸿.电力电子系统建模及控制[M].北京:机械工业出版社，2005.[2]毕超，肖飞，谢桢，陈明.DC-DC开关电源的建模及控制设计[J].电源技术，2014,138(2):359-362.[3] 张晋格.自动控制原理.哈尔滨工业大学出版社,2007[4] 张德丰.Matlab模糊系统设计.北京：国防工业出版社,2009[5]R