滑模控制Buck三电平变换器_

滑模控制Buck三电平变换器
    周佩娟1,2，黄守道2，孟凡斌1，钟小芬3
    （1.吉首大学，湖南吉首416000；2.湖南大学，湖南长沙410082；3.华南理工大学，广东广州510640）
    摘要：滑模控制具有鲁棒性强、动态品质好等优点，本文尝试将滑模控制引入三电平变换器。以Buck三电平变换器为例，给出了滑模控制的分析和设计方法，包括滑模面的选取、等效控制、稳定性和存在性证明,最后进行了实验验证，将滑模控制Buck三电平变换器与传统PWM控制Buck三电平变换器进行了分析和比较。研究结果表明，相对于PWM控制的Buck三电平变换器，滑模控制Buck三电平变换器的鲁棒性和动态品质得到较大提高。
    关键词：变换器；滑模控制；脉宽调制/三电平变换器
    中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000-100X（2006）01-0023-03
    1引言
    三电平变换器是一种新型的功率变换器，其开关应力为输入直流电压的1/2，非常适用于输入电压高、输出功率大的场合[1]。部分三电平变换器在降低开关应力的同时，还减小了滤波器的体积，提高了变换器的动态特性[2]。三电平技术充分体现了“采用有源控制的方式减小无源器件体积”的学术思想。随着对功率因数要求的日益提高，三电平变换器得到了长足发展。为了满足对功率变换器动态特性和稳定性的要求，利用滑模控制这一具有鲁棒性强，动态品质好等优点的现代控制理论对功率变换器进行系统分析和设计是非常有意义的[3]。
    滑模控制通常适用于在两个模态之间切换的系统。由于三电平变换器开关器件多，工作模态复杂，因此需利用脉冲波形积分法对三电平变换器统一建模，得到两个等效子拓扑后，再将滑模控制用于三电平变换器。本文以Buck三电平变换器为例，给出了滑模控制的设计方法，最后进行了实验验证。滑模控制Buck三电平变换器与PWM控制Buck三电平变换器的分析对比结果表明，其鲁棒性和动态品质得到较大提高。
    2 Buck三电平变换器
    图1示出Buck三电平变换器及其4个工作模态，其中占空比小于0.5。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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