基于PD控制方式的6A开关电源MATLAB仿真研究资料
基于PD控制方式的9A开关电源MATLAB仿真研究
基于PD控制方式的9A开关电源MATLAB仿真研究0 绪论Buck 变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck 族，其优点有输出电流纹波小，结构简单，变比可调，实现降压的功能等。
然而其输出电压纹波较大，buck 电路系统的抗干扰能力也不强。
为了使其具抗干扰能力，输出电流达到所需的等级，减小其电压纹波，现设计校正网络使其闭环，提高系统的能力。
1 设计要求技术指标：输入直流电压(V IN )：12V ； 输出电压(V O )：5V ； 输出电流(I N )：9A ； 输出电压纹波(V rr )：50mV ； 基准电压(V ref )：1.5V ； 开关频率(f s )：100kHz.设计主电路以及校正网络，使满足以上要求。
2 主电路参数计算主电路如图 12.1 电容参数计算输出电压纹波只与电容C 和电容等效电阻C R 有关Nrr L rr C I Vi V R 2.0=∆=通常C R 并未直接给出，但C R C 趋于常数，约为F *Ω-μ8050，此处取F C R C *Ω=μ75图1 Buck 电路可得： Ω=m R C 8.27 取Ω=m R C 28F C μ2689= 取F C μ2700=2.2 电感参数计算由基尔霍夫电压定律可知开关管导通关断满足下列方程⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∆=++∆=---OFF LD L O ON L ON L O INT i L V V V T i L V V V V 假设：V V D 5.0= V V L 1.0= V V ON 5.0= 其中L 中串联电阻Ω==01.0NLL I V R 可得： s T ON μ781.4=H L μ59.16=由matlab 仿真，得图2，可知当取H L μ17=时，电感电流在8A-9.8A 之间脉动，符合N L I i 2.0≤∆的要求3 补偿网络设计3.1 原始回路增益函数采用小信号模型分析方法可得buck 变换器原始回路增益函数)(0s GLCs R L s sCR V s H V s G C IN M 201)1()(1)(+++=假设：PWM 锯齿波幅值V V M 5.1=图2 电感电流采样电阻Ω=k R C 3.11；Ω=k R C 32 则采样网络传递函数211)(C C C R R R s H +=可得1506.3859.4419.248.1)(20+-+-+-=s e s e s e s G 极点频率Hz LC f p 87.742210==π零点频率Hz CR f C z 3.2122210==π 原始函数增益为：4.2)0(0≈G相位裕度：40.3° 穿越频率：1.47e3Hz根据要求相位裕度应达到50°-55°穿越频率提升到s s f f 51101-（即10kHz-20kHz ） 均不满足，因此需提高其相位裕度，穿越频率。
开关电源《基于MatlabSimulink的BOOST电路仿真》
开关电源《基于MatlabSimulink的BOOST电路仿真》基于Matlab/Simulink的BOOST电路仿真姓名:学号:班级:时间:2010年12月7日1 引言BOOST 电路又称为升压型电路, 是一种直流- 直流变换电路, 其电路结构如图1 所示。
此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。
对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。
采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOO ST 电路的工作特性。
图1 BOO ST 电路的结构2 电路的工作状态BOO ST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。
其中电流连续模式的电路工作状态如图2 (a) 和图2 (b) 所示, 电流断续模式的电路工作状态如图2 (a)、(b)、(c) 所示, 两种工作模式的前两个工作状态相同, 电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。
(a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断)(c) 开关状态3 (电感电流为零)图2 BOO ST 电路的工作状态3 matlab仿真分析matlab 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真，并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。
本文应用基于matlab软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图3 所示, 其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真图2 中开关S的通断过程。
MATLAB语言在电源仿真中的应用
M AT LAB语言在电源仿真中的应用X陈琪罗运成王震(武汉数字工程研究所武汉430074)摘要主要介绍了电源的计算机仿真方法和常用的各种电路仿真软件,阐述了应用M AT LA B对电源的仿真技术。
关键词仿真电源MA T LAB1引言近几年来,电路分析和设计的方法由于采用计算机仿真技术而得到飞速发展。
电路设计采用计算机仿真技术对不同的设计方案迅速地进行模拟分析,并在电路形式确定以后,对电路的元件参数进行灵敏度分析和容错分析,从而优化元件参数,保证设计质量。
所以,电路设计中采用计算机仿真技术,能极大的减少人工劳动,缩短设计周期,降低设计成本。
目前,在电力电子装置的研究中,越来越多的装置采用计算机仿真技术。
对于军用电源来说,其工作环境和负载情况都非常恶劣,而采用的功率器件却很昂贵,所以在电源的设计中采用计算机仿真技术就更具有优越性。
2常用各种电路仿真软件常用的电路仿真软件有Pspice,Saber,IsSpice和M ATLAB等。
通常把电源电子仿真软件分为两种:侧重于电路的仿真器和侧重于方程求解的仿真器,其中Pspice、Saber 和MAT LAB分别是两类仿真器的代表。
这里,我们着重介绍一下MATLAB,是由M athw orks公司推出,其中的Pow er Sys-tem Blockset(PSB)含有在一定使用条件下的元件模型,包括电力系统网络元件、电机、电力电子器件、控制和测量环节以及三相元件库等,再借助于其它模块库或工具箱,在Simulink环境下,可以进行电力系统的仿真计算,可以实现复杂的控制方法仿真,同时可以观察仿真的执行过程。
仿真结果在仿真结束时利用变量存储在MAT LAB的工作空间中。
为了准确地把一个控制系统的复杂模型输入给计算机,并进行进一步的分析与仿真, Mathworks公司提供了新的控制系统模型图型输入与仿真工具)))SIM ULINK。
SIM ULINK是众多仿真工具中功能最强大、最容易使用的一种。
PI控制方式的6A开关电源PSIM
基于PI控制方式的6A开关电源PSIM仿真研究学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：绪论开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。
为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。
粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。
但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。
例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。
所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例+积分+微分（PID）等三种类型。
PI控制器提高了系统的类型，从而有效地改善了系统的稳态误差，但稳定性会有所下降。
PD 控制器可以预测作用误差，使修正作用提前发生，从而有助于增强系统的稳定性。
PID控制器保持了PI控制器改善系统稳定性能的优点，同时多提供一个负实数零点，使得在提高系统动态性能方面具有更大的优越性。
1.基于PI控制方式的Buck电路的综合设计Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck 族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。
2.1技术指标输入直流电压(VIN)：10V输出电压(VO)：5V；输出电流(IN)：6A；输出电压纹波(Vrr)：50mV；基准电压(Vref)：1.5V；开关频率(fs)：100kHz。
2.2 Buck主电路的参数设计Buck变换器主电路如图1所示，其中Rc为电容的等效电阻ESR。
基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究(1)
基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究(1)随着科技的不断发展，电子产品越来越普及，电源的研究也越来越重要。
A开关电源是一种常见的电源类型，它采用高频进行开关，能够将输入电压进行变换得到所需要的输出电压。
为了控制A开关电源，让它输出满足需求的稳定电压，一种被广泛应用的控制方式是PI控制。
PI控制是通过调节比例和积分两个参数来实现电源输出电压的控制，使用这种控制方法可以避免A开关电源的过零现象，减少输出噪声。
本文主要利用MATLAB进行基于PI控制方式的A开关电源的仿真研究。
首先，在MATLAB中进行A开关电源的建模。
建模的过程中需要考虑电源的输入电压、输出电压、开关周期等因素，并根据这些因素确定模型参数。
模型建立完成后，利用MATLAB的仿真器进行模拟实验，运用不同的控制策略，如比例控制、积分控制、PI控制等，观察电源的输出电压是否符合要求。
接着，在MATLAB中调整PI控制的参数，观察参数变化对电源稳定性和输出电压波动的影响。
通过调整PI控制的比例参数和积分参数，找到使得输出电压稳定的合理参数范围，并找出最佳参数组合。
通过对仿真结果的分析，可以得到如果要实现较为稳定的电源输出电压，需要控制PI控制器中的比例参数和积分参数同时进行调整。
最后，对实验数据进行统计分析，评估PI控制方式的有效性，并比较PI控制方式和传统控制方式的电源输出效果。
从实验结果可以看出，基于PI控制方式的A开关电源输出电压更稳定，噪声较小，与目标电压更为接近。
相比传统控制方式，PI控制方式能够更好地保证A开关电源的输出电压稳定性和可靠性。
综上所述，本文主要研究了基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真。
通过模型的建立、参数的调整和实验数据的分析，得出了PI控制方式在控制A开关电源输出电压方面的优越性。
这些研究结果对于电源的研究和应用，以及其他领域的自动控制方案的设计具有重要的参考价值。
matlab电力电子仿真教程.pdf
matlab电力电子仿真教程.pdfMATLAB在电力电子技术中的应用目录MATLAB在电力电子技术中的应用 (1) MATLAB in power electronics application (2) 目录 (4)1绪论 (6)1.1关于MATLAB软件 (6)1.1.1MATLAB软件是什么 (6)1.1.2MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (7) 1.1.3MATLAB软件的基本操作方法 (10)1.2电力电子技术 (12)1.3MATLAB和电力电子技术 (13)1.4本文完成的主要内容 (14)2MATLAB软件在电路中的应用 (15)2.1基本电气元件 (15)2.1.1基本电气元件简介 (15)2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (17)2.2如何简化电路的仿真模型 (19)2.3基本电路设计方法 (19)2.3.1电源功能模块 (19)2.3.2典型电路设计方法 (20)2.4常用电路设计法 (21)2.4.1ELEMENTS模块库 (21)2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (22)2.5MATLAB中电路的数学描述法 (22)3电力电子变流的仿真 (25)3.1实验的意义 (25)3.2交流-直流变流器 (25)3.2.1单相桥式全控整流电路仿真 (26)3.2.2三相桥式全控整流电路仿真 (38)3.3三相交流调压器 (53)3.3.1无中线星形联结三相交流调压器 (53)3.3.2支路控制三角形联结三相交流调压器 (59)3.4交流-交流变频电路仿真 (64)3.5矩阵式整流器的仿真 (67)1绪论1.1关于MATLAB软件作为当今世界最流行的第四代计算机语言，MATLAB软件语言系统，由于它在科学计算，网络控制，系统建模与仿真，数据分析，自动控制，图形图像处理航天航空，生物医学，物理学，通信系统，DSP处理系统，财务，电子商务，等不同领域的广泛应用以及它自身所具备的独特优势，目前MATLAB已备受许多科研领域的青睐与关注。
基于Matlab的大功率电源控制器设计仿真
基于Matlab的大功率电源控制器设计仿真鲁伟;张泰峰;赵秋山;张伟;史更新【摘要】对电源控制器进行建模仿真可为系统的设计分析提供重要的指导作用.针对20 kW电源控制器,设计了全调节母线的模块化系统方案.基于Matlab/Simulink软件,构建了包含顺序开关分流调节器、蓄电池充放电调节器的仿真系统.通过设置合适的电路参数及控制参数,仿真系统可准确模拟多种工况下电源控制器母线的动静态响应.仿真结果表明设计的电源控制器能够满足20 kW负载的供电需求.%Modeling and simulation play an important role on the design and analysis of the high-power power conditioning unit.For the 20 kW power conditioning unit,a modular system with a full regulated main-bus was ing the Matlab/Simulink software,a simulation system was established,which contained sequential switching shunt regulators and battery charge/discharge regulators.With appropriate circuit parameters and control parameters,steady and dynamic responses of main-bus were simulated under various working conditions.Simulation results show that the designed power conditioning unit can meet the requirement of the 20 kW payload.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】4页(P286-288,324)【关键词】电源控制器;顺序开关分流调节器;蓄电池充放电调节器;仿真系统【作者】鲁伟;张泰峰;赵秋山;张伟;史更新【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TM91空间电源系统承担着航天器电能的产生、存储、管理和分配，是保障航天器稳定可靠工作的关键分系统之一[1]，电源控制器(PCU)是空间电源系统的核心组成部分[1-2]，承担着航天器在轨期间能量的传输、转换和控制任务，动态调节发电装置、储能装置和负载之间的能量平衡。
基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究-V1
基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究-V1基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究一、引言A开关电源是一种高效率、高稳定性的电源，被广泛应用于通信、计算机、医疗等领域。
而PI控制方式是一种常见的控制方式，具有简单、实用、易实现等特点。
本文旨在探究基于PI控制方式的A开关电源的MATLAB仿真研究，以期为相关领域的研究人员提供参考。
二、A开关电源的基本原理A开关电源由开关管、变压器、软件控制器等组成。
在输入电源通过变压器转换后，输出电压通过开关管的断开和闭合控制来实现，其中软件控制器起到控制作用。
整个过程中还需要使用滤波器来减小噪声和杂波干扰。
三、PI控制方式的基本原理PI控制方式是一种通用的控制方式，通常由比例控制和积分控制两个部分组成。
比例控制负责将实际值与设定值进行比较，并产生误差信号；积分控制则通过积分误差信号来降低系统稳定性。
通过调整比例系数和积分系数，可以实现良好的控制效果。
四、基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究1.搭建仿真模型：将A开关电源等元器件通过MATLAB仿真工具进行搭建，设定仿真参数和控制器的比例系数和积分系数。
2.进行仿真分析：通过仿真结果，可以得到电源的输出波形和相应的电压、电流和功率状态等。
同时还需要对控制效果进行分析和评价。
3.系统优化：根据仿真结果，逐步对系统进行调整和优化，以提升电源的性能和稳定性。
五、研究结论通过MATLAB仿真工具对基于PI控制方式的A开关电源进行研究，可以得出以下结论：1. A开关电源能够实现快速、准确、可靠的输出电压；2. PI控制方式能够有效降低系统稳定性；3. 根据仿真结果，可以对系统进行优化和调整，以提升电源的性能和稳定性。
六、结语本文简要介绍了基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究，从原理、仿真模型和研究结论等方面进行探究和总结。
希望此研究对相关领域的研究人员提供一定的参考价值。
基于双零双极控制方式的6A开关电源MATLAB仿真研究
基于双零双极控制方式的6A开关电源MATLAB仿真研究学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：13 电二姓名：邹文凯学号：130212462017年1月9日目录第一章绪论 (1)1.1 BUCK电路的工作原理 (1)1.2 BUCK电路的应用 (1)第二章设计要求 (2)2.1指标要求与计算： (2)第三章设计方案 (2)3.1系统组成 (2)3.2主电路部分的设计 (3)3.3闭环系统的设计 (4)3.4闭环系统仿真 (7)第四章总结 (10)第五章参考文献 (10)第六章附录 (10)第一章绪论1.1 BUCK电路的工作原理图1-1 BUCK电路结构图1-2 开关导通和关段时等效电路BUCK斩波电路的基本原理是：电感L和电容C组成低通滤波器，使us(t)的直流分量可以通过，而抑制us(t)的谐波分量；电容上输出电压uo(t)就是us(t)的直流分量再附加微小纹波ur(t) 。
1.2 BUCK电路的应用BUCK电路主要应用于低压大电流领域，其目的是为了解决续流管的导通损耗问题。
采用一般的二极管续流，其导通电阻较大，应用在大电流场合时，损耗很大。
用导通电阻非常小的MOS 管代替二极管，可以解决损耗问题，但同时对驱动电路提出了更高的要求。
此外，对Buck电路应用同步整流技术，用MOS管代替二极管后，电路从拓扑上整合了Buck和Boost两种变换器，为实现双向DC/DC变换提供了可能。
在需要单向升降压且能量可以双向流动的场合，很有应用价值，如应用于混合动力电动汽车时，辅以三相可控全桥电路，可以实现蓄电池的充放电；并广泛应用于电源电路中，例如家用电器中的电视机、个人计算机、音响设备、日光灯镇流器、医院的医疗设备、通信电源、航空航天电源、UPS电源、变频器电源、交流电动机的变频调速电源、便携式电子设备的电源等，都要使用高频开关电源。
它的应用面之广、应用数量之大是任何电力电子电源都无法比拟的。
基于MATLAB的数字式DC_DC开关电源系统建模
刘晓宇, 徐 申, 孙伟锋 ( 东南大学, 江苏 南京 210096)
摘要: 数字电源的开发是电源的发 展趋势, 有着更加灵活的控制性能, 更加 稳定的系统 输出, 并且可以防 止系统老 化
等诸多优势。文中以数字电源系统结构为基础, 使用 M A T L AB 这一功能强大的 数学处理 工具, 分 别完成了 DC/ DC 变 换
根据电流电压关系, 可以列出状态 2 的状态方程:
iR(t)
0 0 i L ( t)
0
= v0( t)
01
+ v C( t)
0 [ vin( t) ]
iR(t)
0 0 i L ( t)
0
=
+
[ vin( t) ]
v0( t)
0 1 v C( t) 0
可得状态 2 的状态相量:
A2 =
0 -1
L
0
1 C
#1#
2009 年 3 月 25 日第 26 卷第 2 期
T eleco m Po wer T echnolog y
M ar. 25, 2009, V ol. 26 N o. 2
( PWM ) 。 而对于数字控制 DC/ DC 变换器来说, 它和普通
的模拟变换器在变换器主结构上基本相同, 而它们的 区别集中在系统的第二部分, 即反馈控制回路上。在 数控型 DC/ DC 变换器中, 反馈回路所包含的也是与 模拟控制相对应的 AD 采样, 误差信号生成, P ID 控制 算法的实现, P WM 波形的生成等模块, 但都是以可编 程的专用单片机或是 DSP 芯片作为载体, 配以相关的 控制程序, 以编程的方式来完成的, 而这也正是数字电 源的优势所在。对于一个数字控制 DC/ DC 变换器, 其系统框图如图 2 所示。
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基于PD控制方式的6A开关电源MATLAB仿真研究学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：1 引言开关电源技术属于电力电子技术的范畴，是集电力变换、现代电子、自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术，现今已广泛应用到工业、能源、交通、信息、航空、国防、教育、文化等领域。
开关电源技术的发展实际上是围绕着提高效率、提高性能、小型轻量化、安全可靠、消除电力公害、减少电磁干扰和电噪声的轨迹进行不懈研究，开关电源是整个电源技术中至关重要的部分，其中Buck变换器补偿网络设计最常用的电力变换器，工程上常用的正激、半桥、全桥及推挽等均属于Buck族。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，开关电源比普通线性电源体积小,轻便化，更便于携带。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。
MATLAB软件是一个适用于科学计算和工程应用的数学软件系统，历尽20多年的发展，现已是IEEE组织认可的最优化的科技应用软件。
该软件有以下特点：数值运算功能强大；编程环境简单；数据可视化功能强；丰富的程序工具箱；可扩展性能强等。
本文将针对基于PD控制方式的6A开关电源的MATLAB的仿真研究做出了应用举例。
2.基于PD控制方式的Buck电路的综合设计2.1技术指标输入直流电压(V IN)：10V；输出电压(V O)：5V；输出电流(I N)：6A；输出电压纹波(V rr)：50mV；基准电压(V ref)：1.5V；开关频率(f s)：100kHz.[滞环控制为PFM方式，不受此限制]2.2 Buck主电路设计主电路如图1：图1 Buck主电路2.3 Buck主电路各参数设计（1）滤波电容参数计算R有关：出电压纹波只与电容C和电容等效电阻CΩ=⨯==∆=m I V i V R N rr L rr C 67.4162.0502.0 通常C R 并未直接给出，但C R C 趋于常数，约为F *Ω-μ8050，此处取F C R C *Ω=μ75 可知：F R C C μ86.179967.417575===可得：⎩⎨⎧==Ω=Ω=F C F C R m R C C μμ1800,86.1799m 42,67.41取取 （2）滤波电感参数计算根据基尔霍夫电压定律，可知开关管导通与关断状态下输入电压IN V 和输出电压O V 满足下列方程:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===+∆=++∆=---s KHZ f T T T i L V V V T i L V V V V S OFF ON OFFLDL O ON LON L O IN μ10100011 假设Buck 变换器性能要求，假设二极管D 的通态压降V V D 5.0=,电感L 中的电阻压降为V V L 1.0=,开关管S 中的导通压降V V ON 5.0=,且有串联电阻Ω===83.065N O L I V R 可知：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧===+∆==++∆==---14116.54.4106.55.01.054.45.01.0510ONOFF OFFONOFF L ON L T T sT T T i LT i L μ 可得：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=+====5611141421,53.20s 6.5OFF ON ON ON T T T D H L H L T μμμ取 2.4 采用参数扫描法，对所设计的主电路进行MATLAB 仿真当H L μ21=，电感电流和输出电压的波形分别如下:图2 电感波形图3 输出电压波形3 补偿网络设计3.1 原始回路增益函数采用小信号模型分析方法可得Buck 变换器原始回路增益函数)(0s G ：LCs R L s sCR V s H V s G C INM 201)1()(1)(+++⋅⋅=假设PWM 锯齿波幅值V V m 5.1=,采样电阻Ω=k R a 3，Ω=k R b 3.1，由此可得采样网络传递函数为：3.033.13.1)(≈+=+=b a b R R R s H可得：66266)0(0101800102183.010211)10751(103.05.11----⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=s s s G解得：11047.21078.3)1105.7(25285)0(0+⨯+⨯+⨯⨯=---s s s G 极点频率：Hz LCf p 6.81810180010212121660=⨯⨯⨯==--ππ零点转折频率：Hz C R f C esr 22.21051018001042212163=⨯⨯⨯⨯=⋅=--ππ 使用MATLAB 画出原始回路增益函数伯德图 程序如下：num=conv(2,[7.5e-5 1]); den=[3.78e-8 2.53e-5 1]; g=tf(num,den); margin(g);图4 原始回路增益函数伯德图相位裕度：41.3° 穿越频率：1.52e3Hz根据要求相位裕度应达到50°-55°穿越频率提升到s s f f 51101-（即10kHz-20kHz ） 均不满足，因此需提高其相位裕度，穿越频率。
3.2 PD 补偿网络设计PD 补偿网络的传递函数通常以为超前校正网络的传递函数近似代替，超前校正网络的传递函数为：pz C w s w sK G ++⋅=11 )(p c z w w w <<假设：期望的相位裕度︒=55γ，穿越频率kHz f c 15=为了提高系统穿越频率，则需要在其幅值下降前抬高它的下降速度为-20db/s ，才能提高其穿越频率。
因此令：补偿网络零点频率：KHz f f cz 73.455sin 155sin 115sin 1sin 1=+-=+-=γγ补偿网络极点频率：KHz f f cp 57.4755sin 155sin 115sin 1sin 1=-+=-+=γγ则：s krad f w z z /72.2973.422=⨯==ππs krad f w p p /92.29857.4722=⨯==ππ公式求得补偿网络增益：12.4457.4773.44.21)6.8181015()0(1)(23020=⨯⨯⨯=⋅⋅=p Z p c f f G f f K 可得：11034.312.441048.11092.29811072.29112.4411)(6333+⨯+⨯=⨯+⨯+⨯=++⋅=--s s s sw s w s K s G p z C 使用MATLAB 绘制补偿网络传递函数伯德图 程序如下：num=[1.48e-3 44.12]; den=[3.34e-6 1]; g=tf(num,den); margin(g);图5 PD 补偿网络传递函数伯德图在不忽略电容等效电阻的情况下，系统低频段多出一个零点，抑制了相位裕度的范围，只使用单一的PD 调节难以做到既满足相位裕度，又满足幅值穿越频率。
因此这里暂时忽略电容等效电阻带来的影响。
整个系统的传递函数如下：1108.21079.31026.124.881096.25283133)()(0)(+⨯+⨯+⨯+⨯==----s s s s G G G s c s s 使用MATLAB 绘制整个系统经补偿后的传递函数伯德图 程序如下：num=[2.96e-3 88.24];den=[1.26e-13 3.79e-8 2.8e-5 1]; g=tf(num,den); margin(g);图6 整个系统经补偿后的伯德图相位裕度：55.1°穿越频率：1.29e4Hz因此可知，经过校正，系统满足了要求指标PD补偿后总的系统伯德图如下：图7 PD补偿后总的系统伯德图4 负载满载运行及突加突卸4.1 负载满载运行时的电路图及其波形仿真4.1.1 负载满载运行时的电路图图8 负载满载运行时的电路图4.1.2 负载满载运行时的仿真图图9 负载满载运行时电流、电压波形图（PD）图10 负载突加突卸80%运行时电流、电压局部波形图（PD）4.2 负载突加突卸80%时的电路图及其波形仿真4.2.1 负载突加突卸80%运行时的电路图图11 负载突加突卸80%运行时的电路图4.2.2 负载突加突卸80%运行时的仿真图采用脉冲控制理想开关的通断，观察系统突加突卸能力（负载扰动）：图12 负载突加突卸80%运行时电流、电压波形图（PD）图13 负载突加突卸80%运行时电流、电压局部波形图（PD）由于忽略了电容等效电阻，使得输出电压纹波极小，小于50mv，满足要求。
系统在突加突卸80%负载的时候，电压约有0.2V的波动，恢复时间约为200μs，效果并不很好。
在负载突加突卸80%时，有:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==+⨯=⨯==656256%205%2011N O L L N O L I V R R R R I V R 解得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧Ω=Ω=61256251R R L5 电源扰动20%时电路图及仿真图5.1 负载满载运行时的电路图及其波形仿真5.1.1 电源扰动20%运行时的电路图图14 电源扰动20%运行时的电路图5.1.2 电源扰动20%运行时的仿真图观察系统电源突加突卸能力（电源扰动）：图15 电源扰动20%运行时的电流、电压波形图（PD）图16 电源扰动20%运行时的电流、电压局部波形图（PD）6 作业小结这次设计电路，让我不仅了解了Buck变换器基本结构及工作原理，掌握了电路器件选择和参数的计算，并且学会使用Matlab仿真软件对所设计的开环降压电路进行仿真，使自己对开关电源和电力电子又有了更加深刻的了解。
在做报告的这段时间里，我通过不断的查找资料，并且在Matlab中仿真实现了。
在此过程中，我对Matlab在仿真中的应用有了进一步的了解和掌握，Matlab在电力电子方面的仿真应用时，可以将电力电子电路输出效果图形化，形象直观，可以帮助我们对电路的理解。
这次设计电路也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。
在设计过程中，我认识到自己还有很多东西需要进一步加强学习，与同学们相互探讨，相互学习，相互监督，除此之外，此次课程设计还提高了我查阅资料的能力，有些知识并不能在现有书本上找到，需要自己去借阅图书，上网查找其他的学术文章作为参考，让我得到了很多收获。
参考文献:[1]许泽刚，李俊生，郭建江.基于电力电子的虚拟综合实验设计与实践[J].电气电子教学学报.2008[2]胡寿松.自动控制原理[M].5版.科学出版社.2008[3]王中鲜，赵魁，徐建东.MATLAB建模与仿真应用教程[M].2版.机械工业出版社.2014[4]魏艳君，李向丽，张迪.电力电子电路仿真：MATLAB和PSpice应用[M].机械工业出版社.2012。