基于离散自适应滑模控制的DC-DC变换器的设计与仿真

电子设计工程Electronic Design Engineering 第26卷Vol.26第5期No.52018年3月Mar.2018收稿日期：2017-03-31稿件编号：201703334作者简介：徐恒通（1991—），男，甘肃兰州人，硕士研究生。研究方向：星载功率变换技术。开关电源是一种时变的非线性系统，传统的

PID 控制器是一种针对精确电路模型的线性控制器，而开关电源往往与其理想模型有差异，当电路参

数或外界条件非设计范围时，控制效果不佳甚至不

稳定。非线性控制理论中，变结构控制（Variable

Structure Control ，VSC ）是一种根据现在的状态，使系统按照预定的滑动模态的状态轨迹运动，所以又称

为变结构控制为滑动模态控制（Sliding Mode

Control ，SMC ），即滑模控制。滑模变结构控制具有稳定范围宽、动态响应快、鲁棒性强、控制实现简单等优点，是所有用于DC-DC 变换器的控制策略中鲁棒性最强的控制策略之一。滑模控制技术是设计具有鲁棒性的控制系统的一种有效控制策略，变结构系统的滑模控制具有极高稳定度和快速暂态响应速度[1-4]。数字DC-DC 作为离散时间系统，受到控制器所采用的离散趋近律的参数以及采样周期的影响，系统会出现很大的振抖。离散滑模控制应用于双向DC-基于离散自适应滑模控制的DC-DC 变换器的设计与

仿真

徐恒通，王卫国

（兰州空间技术物理研究所甘肃兰州730000）

摘要：针对单端正激电路，本文提出了一种离散时间系统下的DC-DC 转换器的控制方式以及仿真方法。控制部分采用离散自适应滑模控制算法，通过分析电路的状态方程得到自适应滑模控制算法所需的各个控制矩阵，应用这些矩阵配置离散自适应滑模控制算法。在理论分析的基础上，由于数字控制开关电源的特殊性，通过Matlab-Simulink 与Synopsys-Saber 来对电路对该电路进行联合仿真并对控制部分的参数进行调整，充分验证离散自适应滑模控制器的控制性能。实验结果表明，当系统参数变化时，离散自适应控制具有快速的瞬态响应特性和良好的鲁棒性。

关键词：离散时间系统；自适应滑模控制；单端正激电路；Saber-Simulink 联合仿真；鲁棒性

中图分类号：TN86文献标识码：A 文章编号：1674-6236（2018）05-0189-05

Design and simulation of discrete adaptive sliding mode controller

for DC-DC converter

XU Heng-tong ，WANG Wei-guo （Lanzhou Institute of Physics ，Lanzhou 730000，China ）

Abstract:Aiming at the single-ended forward circuit ，this paper presents a control method and simulation method of DC-DC converter under discrete time system.The control part adopts the discrete adaptive sliding mode control algorithm.By analyzing the state equation of the circuit ，the control matrix of the adaptive sliding mode control algorithm is obtained ，which should apply to the discrete adaptive sliding mode control algorithm.On the basis of theoretical analysis ，due to the particularity of digital

control switching power supply ，Simulink –Saber co-simulation are used to simulate the circuit and adjust the parameters of the control part to fully verify the performance of the discrete adaptive sliding mode controller.The experimental results show that the discrete adaptive control has fast transient response characteristics and good robustness when the system parameters change.

Key words:discrete time system ；adaptive sliding mode control ；single-ended forward ；co-simulation ；robustness --189万方数据