[发明专利]基于准最优滑模控制的Buck变换器控制系统及方法

摘要

本发明属于DC/DC变换器控制技术领域，提供了一种基于准最优滑模控制的Buck变换器控制系统及方法，Buck变换器中的开关元件由滑模控制器进行控制，滑模控制器设有电源输入端、电感电流采集端、输出电压采集端、输出电流采集端、稳态参考电压设定端以及开关驱动信号输出端；系统首先根据电源输入端获得的输入电压V_in以及Buck变换器的电路元件参数建立状态空间模型，由稳态要求输出要求得到稳态时的开关切换点状态；滑模控制器根据采集的电感电流i_L、输出电压u_o、输出电流i_o和设定的稳态电压u_ref，并通过准最优滑模切换函数确定开关驱动信号，来控制开关的通断。本发明将最优时间控制分析引入到滑模面的设计中，通过准最优滑模控制以实现Buck变换器的快速响应。

主权项

1.一种基于准最优滑模控制的Buck变换器控制系统，其特征在于：Buck变换器中的开关元件由滑模控制器进行控制，所述滑模控制器设置有电源输入端、电感电流采集端、输出电压采集端、输出电流采集端、稳态参考电压设定端以及开关驱动信号输出端；该系统首先根据所述电源输入端获得的输入电压Vin以及Buck变换器的电路元件参数建立状态空间模型；所述滑模控制器根据所述电感电流采集端获得的电感电流iL、输出电压采集端获得的输出电压uo、输出电流采集端获得的输出电流io、稳态参考电压设定端设定的稳态电压uref，并通过预设的准最优滑模切换函数确定开关控制信号，并控制Buck变换器中开关元件的通断；建立状态空间模型时，将Buck变换器的工作状态分为开关管开通模态、电感电流非零的关断模态以及电感电流为零的关断模态三种状态，并根据状态空间模型得到最优时间开关状态切换点xi和稳态切换点x*off‑on和x*on‑off，其中xi为最优时间的开关切换点，x*off‑on为稳态时开关由关断到开通状态的开关切换点，x*on‑off为稳态时开关由开通到关断状态的开关切换点。