[发明专利]一种具有避免系统震荡的DC-DC电源控制方法

说明书

本发明公开了一种具有避免系统震荡的DC‑DC电源控制方法，包括：建立包括：比例环节、微分环节、积分环节的高频DC‑DC电源PID控制系统；当被控系统的实际输出与参考指令的偏差小时，取消频DC‑DC电源PID控制系统的PID算法的积分作用，设定高频DC‑DC电源控制采用PID控制和PD控制的条件，得到高频DC‑DC电源积分分离PID控制系统；在高频DC‑DC电源积分分离PID控制系统中引入死区；将得到的带有死区的积分分离PID控制算法应用于高频DC‑DC电源控制系统中，起到避免系统震荡的作用。本发明采用积分分离的改进型PID控制算法，避免系统震荡的高频DC‑DC电源控制。

技术领域

本发明涉及一种具有避免系统震荡的DC-DC电源控制方法，具体涉及一种采用积分分离的改进型PID控制算法，避免系统震荡的高频DC-DC电源控制方法。

背景技术

传统PID控制对于时变和非线性系统具有较好的控制效果，尤其适用于高频电源控制系统。结合了模糊控制思想的PID控制，即模糊PID控制，虽然可以利用模糊逻辑对PID参数进行实时整定，使PID参数可以根据误差和误差变化率做出相应的调整，以适应系统对于控制参数的不同要求，然而该方法虽然在理论方面有较好的控制效果，但在实际中由于被控对象模型并不确定，从而使自整定后的参数不能满足实际需求，因此，很少在实际系统中采用。

传统PID控制器中采用积分环节的目的可以消除一个控制周期内的静态误差，从而提高控制精度。然而，系统在开始阶段，被控对象的预设值和实际输出存在较大偏差，此时，积分环节会导致PID控制器的积分作用累加，使得被控量超出被控对象的误差允许范围，引起较大超调，造成系统震荡，最终引发系统不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有避免系统震荡的DC-DC电源控制方法，该方法采用积分分离的改进型PID控制算法，避免系统震荡的高频DC-DC电源控制。在积分分离的改进型PID控制器中引入死区，增加被控对象的寿命。

本发明采取如下技术方案来实现的：

一种具有避免系统震荡的DC-DC电源控制方法，包括以下步骤：

1)建立包括：比例环节、微分环节、积分环节的高频DC-DC电源PID控制系统；

2)当被控系统的实际输出与参考指令的偏差大时，取消步骤1)高频DC-DC电源PID控制系统的PID算法的积分作用，设定高频DC-DC电源控制采用PID控制和PD控制的条件，得到高频DC-DC电源积分分离PID控制系统；

3)为了增加被控对象的寿命，要求PID控制器在设定范围内的输出保持不变，在步骤2)高频DC-DC电源积分分离PID控制系统中引入死区；

4)将步骤3)得到的带有死区的积分分离PID控制算法应用于高频DC-DC电源控制系统中，起到避免系统震荡的作用。

本发明进一步的改进在于，步骤1)的具体实现方法为：PID控制策略包括PID控制器和被控对象两部分，被控对象的实际输出与参考指令的偏差作为PID控制的输入，PID控制根据控制算法得到相应的控制率u(t)为：其中：K_P为比例系数；T_I为积分时间常数；T_D为微分时间常数；将控制率u(t)写成差分方程形式：其中：T为采样周期、k为采样序号、e(k-1)和e(k)分别为第(k-1)次和k次采样所得的偏差信号，则第(k-1)次，输出表示为：得出增量式PID算法方程为：Δu(k)＝K_PΔe(k)+K_Ie(k)+K_D[Δe(k)-Δe(k-1)]；其中：K_I＝K_PT/T_I、K_D＝K_PT_D/T、Δe(k)＝e(k)-e(k-1)。