[發(fā)明專利]開關(guān)式DC-DC變換器的數(shù)字預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)與方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010260343.3
• 申請(qǐng)日: 2010-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN101917118A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐申;陳寧;孫大鷹;李青乘;孫偉鋒;陸生禮;時(shí)龍興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/157
• 分類號(hào): H02M3/157;G05B13/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 奚幼堅(jiān)

1.一種開關(guān)式DC-DC變換器的數(shù)字預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)與方法，其特征在于：該控制系統(tǒng)包括：采樣和A/D轉(zhuǎn)換模塊、預(yù)測(cè)模塊、控制算法模塊以及DPWM模塊，上述模塊與受控的開關(guān)式DC-DC變換器連接起來，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，采樣和A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)DC-DC變換器主功率電路當(dāng)前采樣周期的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將該實(shí)測(cè)值的數(shù)字信號(hào)作為預(yù)測(cè)模塊的輸入，預(yù)測(cè)模塊根據(jù)前一周期和當(dāng)前周期的輸出電壓實(shí)測(cè)值，通過線性外推法，估算出下一采樣周期的輸出電壓值，以補(bǔ)償數(shù)字控制系統(tǒng)存在的控制延時(shí)；

具體方法是：

1)在第k采樣周期的開始，采樣和A/D轉(zhuǎn)換模塊獲取輸出電壓的實(shí)測(cè)值y(k)；

2)將前一周期和當(dāng)前周期的輸出電壓實(shí)測(cè)值y(k)導(dǎo)入預(yù)測(cè)模塊計(jì)算出第k+1采樣周期的輸出電壓值y^*(k+1)，即：y^*(k+1)＝2×y(k)-y(k-1)，將y^*(k+1)、y(k)分別與給定電壓V_ref通過兩個(gè)比較器分別比較，得到k+1采樣周期的預(yù)估偏差e^*(k+1)，和k采樣周期的實(shí)測(cè)偏差e(k)；

3)將e^*(k+1)和e(k)導(dǎo)入控制算法模塊計(jì)算出功率管占空比的增量Δd(k+1)，并與k周期的占空比控制量相加，得到k+1采樣周期的功率管占空比d(k+1)；

4)檢測(cè)d(k+1)，如果滿足0≤d(k+1)≤1的范圍限制要求，通過DPWM模塊在k+1采樣周期的開始生成PWM信號(hào)，否則以下限0或上限1輸出PWM信號(hào)；

5)主功率電路由上述PWM信號(hào)控制功率管的通斷狀態(tài)，從而調(diào)整輸出電壓；

6)將5)輸出電壓經(jīng)采樣電路再一次被采樣和A/D轉(zhuǎn)換模塊獲取，依次經(jīng)過預(yù)測(cè)模塊、控制算法模塊和DPWM模塊形成新的PWM信號(hào)控制功率管。如此循環(huán)保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。