基于pi控制方式的1a开关电源matlab仿真研究大学论文

合集下载

基于MATLAB电力电子系统仿真研究毕业设计论文

毕业设计论文基于Matlab的电力电子系统仿真研究【摘要】针对电力电子电路，使用MATLAB/SIMULINK进行了仿真。

包括三相交流桥式整流电路、斩波电路、逆变电路、基于SPWM的交流电机调速控制系统和A C-DC-AC PWM 变换器。

首先介绍各个元器件的使用和它在电路中作用，并了解整个电路的工作原理，在此基础上，通过MATLAB/SIMULINK软件来建立各电路的仿真模型，并且对各个模块和系统内部的参数进行设置，例如仿真算法、电子器件的选择和电源幅值和频率等，最终实现电力电子系统在MATLAB中的仿真。

仿真结果和理论分析结果相一致，验证了仿真建模的有效性和正确性。

【关键词】电力电子，MATLAB，仿真，模型, 调速Simulation of Power Electronics System Based onMATLAB/SIMULINK【Abstract】In the light of power electronics circuit, used MATLAB/SIMULINK to carry on the simulation. Including three-phase Full-Bridge controlled rectifier,chopping circuit, inverter circuit , alternating-current machine speed regulating based on SPWM and AC-DC-AC PWM inverter. First introduced each component the use and it affected in the electric circuit, and understood the whole circuit theory, in this foundation, established various electric circuits through MATLAB/SIMULINK software the simulation model, and set the establishment to each module and the interior parameter of system, for example simulation algorithm, electronic device choice and electrical source peak-to-peak value and frequency and so on, finally realized simulation that the electric power electronics alternating-current circuit in MATLAB. Simulation result and theoretical analysis result consistent, has confirmed the simulation modelling validity and the accuracy.【Key Words】Power Electronics ,MATLAB ,Simulation, Model, Speed Regulating目录第一章绪论 (1)1.1 选题的背景与意义 (1)1.2 国内外电力电子技术的现状 (1)1.2.1 国外电力电子技术发展的状况 (1)1.2.2 国内电力电子技术发展的状况 (2)1.3 计算机仿真技术的发展及应用 (3)1.4 本论文的主要研究内容及目标 (4)第二章电力电子器件 (5)2.1 电力电子器件的概述 (5)2.1.1 电力电子器件的一般概念及作用 (5)2.1.2 电力电子器件的分类 (5)2.2 常用电力电子器件的SIMULINK模型 (6)2.2.1IGBT模块 (6)2.2.2晶闸管模块 (7)2.2.3PWM脉冲发生器模块 (7)第三章基于SIMULINK的常用电力电子电路建模 (9)3.1 三相桥式整流电路 (9)3.2 斩波电路 (11)3.2.1 降压斩波电路 (11)3.2.2 升压斩波电路 (12)3.3 逆变电路 (14)3.3.1 SPWM逆变电路 (14)第四章基于SIMULINK的电力电子应用系统建模 (16)4.1基于SPWM的交流电机调速控制系统 (16)4.2AC-DC-AC PWM 变换器 (18)第五章基于MATLAB/SIMULINK的仿真研究 (22)5.1 SIMULINK仿真条件设置 (22)5.2 常用电力电子电路仿真结果及分析 (23)5.2.1三相桥式全控整流电路的仿真结果及分析 (23)5.2.2斩波电路的仿真结果及分析 (27)5.2.2.1降压斩波电路的仿真结果及分析 (27)5.2.2.2升压斩波电路的仿真结果及分析 (29)5.2.3逆变电路的仿真结果及分析 (30)5.3 电力电子应用系统仿真结果及分析 (33)5.3.1 基于SPWM的交流电机调速控制系统电路的仿真结果及分析 (33)5.3.2 AC-DC-AC PWM 变换器电路的仿真结果及分析..36第六章总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)第一章绪论1.1 选题的背景与意义近几年来，随着现代社会的不断进步，世界的经济将发生巨大变革，知识经济开始替代工业经济，这对世界经济的发展将有很大推动力。

基于PI控制方式的7A开关电源的MATLAB仿真

基于PI控制方式的7A开关电源的MATLAB仿真摘要随着人们对电源电路性能的更高要求，开关类电源受到了广泛关注，而PI（比例-积分）控制也是控制变频器和开关电源系统中一种普遍采用的控制策略。

本文主要选择MATLAB 建立了一种基于PI控制器的7A开关电源模型，以模拟光照了解负载变化对电源输出的影响，并基于PI控制器的输出电压控制，以确保系统具有良好的控制性能。

1 引言开关类电源具有可控、高效、低成本等优点，因而受到了广泛关注，电源系统输出电压的稳定性但负载变化取决于系统控制方法，所以在电源控制中，调节重要参数是非常有价值的材料[1]。

PI控制器是开关类电源系统中最常采用的控制手段，它通过调节电源的输出电流和电压来达到平稳的输出[2]。

2 MATLAB模型2.1 开关电源PI控制模型创建利用MATLAB 建立一个额定功率为7A的开关类电源模型，此模型正常工作，控制器输出电压为5V。

此模型由电源输出，比例积分控制器，开关模型，电动机及负载模型，空载通知与负载状态模型组成，通过PI控制器调控来控制电源系统的输出，如图2-1所示。

图2-1 开关电源PI控制模型示意图2.2 建立PI控制器为确保系统的稳定，PI控制器是一个飞地易控制系统的重要组成。

本文提出的PI控制器使用MATLAB 中的比较器子程序，通过比对实际负载电压和目标负载电压结果，来实现控制。

经过参数优化，模型初始采用积分时间常数（Ti=72.1ns），比例常数（Kp=55.4）。

2.3 建立开关模型开关模型采用ATMEL公司提供的ATM90E26芯片，其结构如图2-2所示。

电源系统中的功率MOSFET及反射式锁回电路，结合通过测量的电压与电流，充分考虑了开关系统的效率。

2.4 建立负载模型负载模型包括电机控制及负载模型，用于模拟实际负载的变化，以及影响负载的空载检测与负载状态模型，模拟负载变化对电源输出的影响，另外为了实现保护功能，增加电压保护模型，当电压超出额定范围，触发电压保护功能，以来确保系统的安全性。

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。

基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文

毕业设计（论文）题目基于MATLAB控制系统仿真应用研究毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：基于MATLAB的控制系统仿真应用研究II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：原始资料：（1）MATLAB语言。

（2）控制系统基本理论。

设计技术要求：（1）采用MATLAB仿真软件建立控制系统的仿真模型，进行计算机模拟，分析整个系统的构建，比较各种控制算法的性能。

（2）利用MATLAB完善的控制系统工具箱和强大的Simulink动态仿真环境，提供用方框图进行建模的图形接口，分别介绍离散和连续系统的MATLAB和Simulink仿真。

III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：第01～03周：查找课题相关资料，完成开题报告，英文资料翻译。

第04～11周：掌握MATLAB语言，熟悉控制系统基本理论。

第12～15周：完成对控制系统基本模块MATLAB仿真。

第16～18周：撰写毕业论文，答辩。

Ⅳ、主要参考资料：[1] 《MATLAB在控制系统中的应用》，张静编著，电子工业出版社。

[2]《MATLAB在控制系统应用与实例》，樊京，刘叔军编著，清华大学出版社。

[3]《智能控制》，刘金琨编著，电子工业出版社。

[4]《MATLAB控制系统仿真与设计》，赵景波编著，机械工业出版社。

[5]The Mathworks,Inc.MATLAB-Mathemmatics(Cer.7).2005.信息工程系电子信息工程专业类 0882052 班学生（签名）：填写日期：年月日指导教师（签名）：助理指导教师(并指出所负责的部分)：信息工程系（室）主任（签名）：学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。

对本文的研究成果作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。

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。

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1BOO 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2BOO ST 电路的工作状态3matlab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。

图3BOO ST 电路的PSp ice 模型3.1电路工作原理在电路中IGBT导通时，电流由E经升压电感L和V形成回路，电感L储能；当IGBT关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而在负载侧得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断IGBT导通是，电容的放电回路。

基于pi控制方式的a开关电源multisim仿真研究大学论文(1)

基于pi控制方式的a开关电源multisim仿
真研究大学论文(1)
本论文通过对基于PI控制方式的A开关电源的Multisim仿真研究，探讨了该控制方式在电源设计中的作用，并分析了电源设计中的问题及其解决方法。

一、介绍
A开关电源是一种高效、快速响应的DC-DC转换器，广泛应用于各种应用领域，尤其是电子设备中。

本论文的研究对象是基于PI控制方式的A开关电源，在这种控制方式下，开关管的开关频率可以调节，从而实现电源输出端电压的稳定。

二、PI控制方式
PI控制方式是一种常用的闭环调节控制方法，它由比例（P）和积分（I）两个部分组成。

PI控制器可以对电源输出电压进行精确控制，并且具有响应速度快、稳定性高等优点。

三、A开关电源的Multisim仿真
Multisim是一款常用的电路仿真软件，可以帮助电源设计师设计和验证电路的功能及性能。

本论文使用Multisim对基于PI控制方式的A 开关电源进行了仿真，通过调节开关频率和PI控制器的参数等，调整电源输出端的电压，达到稳定的状态。

四、电源设计中的问题及其解决方法
在电源设计中，会遇到一些问题，如：开关频率不稳定、电源输出电压波动等。

为了解决这些问题，本论文提出了以下解决方法：
1.调整开关频率，使其在一定范围内稳定，从而保证电源输出端电压
的稳定性。

2.调整PI控制器的比例和积分参数，使其更加精准地控制电源输出端电压。

3.添加稳压管等器件，以保护电源免受短路等故障的影响。

五、结论
本文通过对基于PI控制方式的A开关电源的Multisim仿真研究，探讨了该控制方式在电源设计中的作用，并提出了解决方案，可以为电源设计工程师提供参考。

基于matlab的智能PID控制器设计和仿真毕业设计论文

基于MATLAB的智能PID控制器设计与仿真摘要在工业生产中应用非常广泛的是PID控制器，是最早在经典控制理论基础上发展起来的控制方法，应用也十分广泛。

传统的PID控制器原理十分简单，即按比例、积分、微分分别控制的控制器，但是他的核心也是他的难点就是三个参数（比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd）的整定。

参数整定的合适，那么该控制器将凭借结构简单、鲁棒性好的优点出色的完成控制任务，反之则达不到人们所期望的控制效果。

人工神经网络模拟人脑的结构和功能而形成的信息处理系统，是一门十分前沿高度综合的交叉学科，并广泛应用于工程领域。

神经网络控制是把自动控制理论同他模仿人脑工作机制的数学模型结合起来，并拥有自学习能力，能够从输入—输出数据中总结规律，智能的处理数据。

该技术目前被广泛应用于处理时变、非线性复杂的系统，并卓有成效。

关键词自适应PID控制算法，PID控制器，神经网络Design and simulation of Intelligent PID Controllerbased on MATLABAbstractPID controller ,the control method which is developed on the basis of classical control theory, is widely used in industrial production.The Principle of traditional PID controller is very simple, which contains of the proportion, integral, differential three component, but its core task and difficulties is three parameter tuning(proportional coefficient Kp, integral coefficient Ki and differential coefficient KD).If the parameter setting is suitable, the controller can accomplish the control task with the advantages of simple structure and good robustness;but on the contrary, it can not reach the desired control effect which we what.Artificial neural network , the formation of the information processing system which simulate the structure and function of the human brain , is a very high degree of integration of the intersection of disciplines, and widely used in the field of engineering. Neural network control ,combining automatic control theory and the imitate mathematical model of the working mechanism of human brain , has self-learning ability, and can summarize the law of the input-output data , dealing with data intelligently .This technique has been widely used in the process of time-varying, nonlinear and complex system, and it is very effective.Key W ord:Adaptive PID control algorithm，PID controller，Neural network目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)第二章 PID控制器 (2)2.1 PID控制原理 (2)2.2常规PID控制器的算法理论 (3)2.2.1 模拟PI D控制器 (3)2.2.2 数字P I D控制算法 (3)2.2.3常规PID控制的局限 (5)2.2.4 改进型PID控制器 (5)第三章人工神经网络 (8)3.1 人工神经网络的原理 (8)3.2神经网络PID控制器 (8)3.2.1神经元PID控制器 (8)3.2.2 单神经元自适PID应控制器 (9)3.3 BP神经网络参数自学习的PID控制器 (12)第四章MATAB仿真 (16)4.1 仿真过程 (16)第五章结论与展望 (24)致谢 (25)参考文献 (25)华东交通大学毕业设计（论文）第一章绪论1.1 课题研究背景及意义在工业生产中应用非常广泛的是PID控制器，是最早在经典控制理论基础上发展起来的控制方法，应用也十分广泛。

基于PI控制的升降压开关电源仿真研究

基于PI控制的升降压开关电源仿真研究
李继岚;吴曙光;韩冰;蔡雄友;李婉璐
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】2024(31)3
【摘要】针对小功率升降压变换器在输入电压不稳定和负载存在变化的工况,以升降压开关电源输入电压为5~10 V,且负载不大于2 A,输出电压为-25 V为例,通过理论计算得到升降压开关电源电感值、电容值,同时采用比例积分(proportional integral,PI)控制器设置参数。

根据电源的输入/输出需求,在MATLAB Simulink中建立电路模型,实验结果表明:设置电源的工作频率为200 kHz,当电感电流在输入电压为5 V时,纹波率为0.4,输出电压纹波为1%。

该电源输出电压纹波和电感电流的值与理论计算值一致且能够满足实际的工作要求。

【总页数】5页(P31-34)
【作者】李继岚;吴曙光;韩冰;蔡雄友;李婉璐
【作者单位】江门职业技术学院信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN492;TB559
【相关文献】
1.三相升-降压PWM整流器Fuzzy-PI控制算法
2.电压模式降压型开关电源的仿真研究
3.基于TL494降压型开关电源的单向脉动电压线性放大的仿真电路设计
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Buck变换器是最常用的变换器，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1A负载电流的要求，设计主功率电路。

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)：10V；输出电压(V O)：5V；输出电流(I N)：1A；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1图1 Buck电路2.1 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可得： Ω=m R C 250 F C μ300= 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：二极管D 的通态压降V V D 5.0=，电感L 中的电阻压降V V L 1.0=，开关管S 导通压降V V ON 5.0=，其中L 中串联电阻Ω==1.0NLL I V R 。

可得： s T ON μ6.5= s T OFF μ4.4=将s T ON μ6.5=代入方程组可解的H L μ2.123=。

占空比:56.0=+=OFFON ONT T T D负载电阻：Ω===515AV I V R N O L由matlab 仿真，得图2，可知当取F L μ130=时，电感电流在0.87A-1.09A 之间脉动，符合N L I i 2.0≤∆的要求。

3 补偿网络设计3.1原始系统的设计采用小信号模型分析方法得Buck 变换器原始回路增益函数GO(s)为： ()LCs RL s sCR V s H V s G C IN mO 211)(1)(+++∙∙=假设PWM 锯齿波幅值为Vm=1.5V ，采样电阻Rx=3.5k Ω，Ry=1.5k Ω。

采样网络的传递函数为：图2 电感电流3.0)(=+=xy y R R R s H83.0105.2103.752101.55284+⨯+⨯+⨯=---s s s 2666610300101505101501)25.0103001(103.05.11)(s s s s G O ----⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=根据原始系统的传递函数可以得到的波特图如图3所示，MATLAB 的程序如下：num=[1.5e-4 2];den=[3.75e-8 2.5e-5 0.83]; g=tf(num,den);margin(g);图3 波特图如图所得，该系统相位裕度 40.4度，穿越频率为1.48kHz,所以该传递函数稳定性和快速性均不好。

需要加入补偿网络使其增大穿越频率和相位裕度，增加系统的快速性和稳定性。

3.2补偿网络相关参数计算采用如图4所示的PI 补偿网络。

PI 环节是将偏差的比例（P ）、积分(I)环节经过线性组合构成控制量。

称为PI 调节器。

这种调节器由于引入了积分环节（I ）所以在调节过程中，当输入和负载变化迅速时，此环节基本没有作用，但由于积分环节的引入在经过足够长的时间可以将系统调节到无差状态。

图4 PI 补偿网络采样电压为1.5V 则取采样电阻R6、R7分别为3.5K 和1.5K 。

其传递函数为：TSTS Ks Gc 1)(+= 则系统总的传递函数为：s1102.51075.31s )1s 106.25(2k )(5285T s s T s G ）（）（+⨯+⨯++⨯=---设穿越频率为c ω，则系统的对数幅频特性为：︒︒⨯++=90--12arctan -90-10arctan6.25T arctan 0)(2nc nc c 5-c c ）（ωωωωξωωωφ其中8n 103.751-⨯=ω，振荡阻尼系数n8--52103.75103ωξ⨯⨯⨯=。

为了增加系统的快速性，需要提高穿越频率c f ，一般穿越频率以小于51s f 较为恰当。

本次取c f =15kHZ ，则穿越频率rad/s 109.42150003.142f 24c c ⨯=⨯⨯==πω。

将数据代)(c ωφ得，︒︒︒+⨯=90-180-81.94T 10arctan9.42)(4c ωφ 相位裕度︒⨯=+︒=8.06-T 10arctan9.42)(1804c ωφγ 一般相位裕度为︒≤≤︒5550γ，则︒≤︒⨯≤︒558.06-T 10arctan9.42504︒≤⨯≤︒06.631042.9arctan 06.584T97.11042.960.14≤⨯≤T551009.21070.1--⨯≤≤⨯T取-5102.0T ⨯=,将K 取不同的值在MATLAB 上仿真得到k=20时较为理想。

则PI 传递函数为：s102.01s 102.020)(55c --⨯+⨯⨯=）（s G绘制PI 传递函数伯德图5，程序如下：num=[40e-5 20]; den=[2e-5,0]; g=tf(num,den); margin(g)图5 PI 传递函数伯德则系统总的传递函数为：SS S S S G S 5210313328)(1066.1105105.740108.3106-----⨯+⨯+⨯+⨯+⨯= 通过matlab 绘制系统伯德图，程序如下：num=[1.5e-4 2];den=[3.75e-8 2.5e-5 0.83]; g0=tf(num,den); bode(g0); margin(g0); hold onnum=[40e-5 20]; den=[2e-5,0]; g=tf(num,den); margin(g); hold onnum=[1.5e-4 2];den=[3.75e-8 2.5e-5 0.83];f=tf(num,den); num1=[40e-5 20]; den1=[2e-5 0]; g=tf(num1,den1);num2=conv(num,num1); den2=conv(den,den1); margin(num2,den2)总系统伯德图如下图6：图6总系统伯德由图可以看出矫正后的系统相位裕度7.53，穿越频率为14.7kHz ，系统的的快速性和稳定性都得到改善。

4 负载突加突卸4.1满载运行满载运行的电路图如图4所示，仿真结果如图7所示。

图7 满载仿真4.2突加突卸80%负载计算参数：Ω=Ω=ΩΩ== =25 .65// 2525 0.250.20.22.0 onn NRRAV AVA I负载突加突卸电路图如图8图8负载突加突卸电路仿真结果如图9所示图9 仿真结果系统在突加突卸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。

4.3 电源扰动20%10×20%=2，即要求电源在8V~12V之间扰动。

因此采用方波电压源代替扰动的电压源，电路图如图10所示仿真图如图11所示图11 电源扰动仿真5 小结通过已学的知识，如自动控制原理，电力电子技术等，并且结合了开关电源技术所学知识，完成了这次的课程设计。

本次电源设计在BUCK电路原理的基础上建立了小信号等效电路模型，并通过对PI控制器的设计，以及使用MATALAB对电路进行仿真，基本实现了预定的目标，并通过负载突加突卸对电路的抗干扰性进行了验证。

完成了这次研究论文我对BUCK电路有了更为深刻的认识，可以较为熟练的使用MATALAB 软件对电路进行仿真研究，可以通过它来精确绘制传递函数的伯德图。

我深刻的认识到要真正掌握知识就要学会如何熟练地运用它，会用会做才是学会。