[发明专利]一种基于参数扰动法提高开关变换器增益的方法

摘要

本发明公开了一种基于参数扰动法提高开关变换器增益的方法，包括：建立开关变换器的离散时间迭代模型x_n+1＝F(x_n,p_n)，选定离散状态变量x_n和控制变量p_n，确定电路参数，使开关变换器处于混沌状态，计算此时不稳定平衡点在每个周期开始时，用传感器对每个状态变量采样；将采样结果送入A/D转换器，将模拟量转换为数字量；在数字控制计算机中，计算每个周期的控制变量扰动量p_n’，将扰动变量加到控制变量上，得到期望控制变量p_n^*，并输出，送入D/A转换器，将数字量转化为模拟量；比较期望控制变量和状态变量，将结果送入RS触发器的复位端，将产生的PWM波形用于控制开关变换器的开关管。本发明可以扩大开关变换器的工作区间，进一步提高其增益。

主权项

一种基于参数扰动法提高开关变换器增益的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立开关变换器的离散时间迭代模型x_n+1＝F(x_n,p_n)，选定离散状态变量x_n和控制变量p_n，确定电路参数，使开关变换器处于混沌状态，计算此时不稳定平衡点2)在每个周期开始时，用传感器对每个状态变量采样，包括电感电流、电容电压；3)将采样结果送入A/D转换器，将模拟量转换为数字量；4)在数字控制计算机中，由以下公式计算每个周期的控制变量扰动量：4.1)将系统在平衡点轨道的邻域内，线性近似表示为：$x_{n+1}-\stackrel{\‾}{x}=A(x_n-\stackrel{\‾}{x})+B(p_n-\stackrel{\‾}{p})---\left(1\right)$其中4.2)将线性近似表达式(1)迭代两次得到：$x_{n+2}=A^2(x_n-\stackrel{\‾}{x})+\left[\begin{array}{cc}AB& B\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{p}_n-\stackrel{\‾}{p}\\ p_{n+1}-\stackrel{\‾}{p}\end{array}\right]+\stackrel{\‾}{x}---\left(2\right)$4.3)令得：$\left[\begin{array}{c}{p}_n\\ p_{n+1}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}AB& B\end{array}\right]}^{-1}{A}^2(\stackrel{\‾}{x}-x_n)+\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{p}\\ \stackrel{\‾}{p}\end{array}\right]---\left(3\right)$令M＝[AB B]^‑1A²，得到控制变量扰动量表达式：${p_n}^{\′}=\left[\begin{array}{cc}M\left(1,1\right)& M\left(1,2\right)\end{array}\right](\stackrel{\‾}{x}-x_n)---\left(4\right)$则每周期期望控制变量为：$p_n*=\left[\begin{array}{cc}M\left(1,1\right)& M\left(1,2\right)\end{array}\right](\stackrel{\‾}{x}-x_n)+\stackrel{\‾}{p}---\left(5\right)$5)输出期望控制变量p_n^*，送入D/A转换器，将数字量转化为模拟量；6)比较期望控制变量和状态变量，将结果送入RS触发器的复位端，将产生的PWM波形用于控制开关变换器的开关管。