1、 - 1 - 摘摘 要要 在实际电路中 DC-DC 开关变换器是一个强非线性离散性系统，因为开关器件在一 个周期中即工作在饱和区又工作在截止区，系统在开关导通时间段和关断时间段都是线 性的，即系统是按时间分段线性的和时变的，同时由于外部瞬态或持续扰动会引起变换 器工作状态参数的线性变化，以及由于系统工作时导通比有上限和下限而使脉宽调制器 具有饱和非线性。 而模糊控制用语言描述和规则的形式来直接表达操作人员，设计者和研究人员的直 觉和经验，在不需要建模的情况下直接控制系统。DC-DC 开关变换器是一个强非线性 离散性系统，其内在的强非线性特征引起了学者们的很大关注，在最近的 10 年中，将 模糊
2、控制理论应用于DC-DC 开关变换器中的研究广泛的展开。 本文提出前馈模糊控制和闭环电压反馈控制的复合控制模型，通过单片机实现对前 馈电压的模糊控制，辅助闭环电压反馈控制系统来实现对正激变换器的控制。为了进一 步改善系统的控制性能，对数字控制系统的主要补偿方法进行了全面的分析，最后选择 用前馈控制来改善输出响应特性。详细介绍了前馈模糊控制系统的设计，主要包括以单 片机 AVR8515,A/D 转换器 AD7824 和 D/A 转换器 AD7528 为主的硬件电路及软件设 计。 关键词关键词 模糊控制 DC-DC 单片机 关键词：转换器；单片机；模糊控制；前馈控制；复合控制关键词：转换器；单片机
3、；模糊控制；前馈控制；复合控制 - 1 - 目目 录录 摘 要 1 引 言 1 1 模糊前馈控制系统 . 2 1.1 AVR8515单片机 2 1.2 A/D转换器 AD7824. 4 1.3 D/A转换器 AD7528. 6 1.4 系统的软件设计 9 1.5 前馈电压采样 11 2 闭环反馈电压控制系统 12 3 小结 13 结 论 14 参 考 文 献 . 15 致 谢 16 - 1 - 引引 言言 随着电力电子技术的发展 ,以现代电力电子功率器件为核心构成的各种功率变换装 置的应用也日益广泛。 DC-DC 变换电源是其中的一个重要应用分支 。 DC- DC 开关 变换器属于功率电子学(
4、Power Electronics)的研究范畴，它涉及电子学、电力技术和控制 理论等学科，功率电子学的研究对象可分为 AC-DC(整流)、AC-AC（变 频)、DC- AC(逆变)、DC-DC(斩波)四类变换器。DC-DC 开关变换器又被称为斩波器，它主要是 将不可控的直流电压转换成另一个可控的直流电压值，以满足不同用途的需要。 在实际电路中 DC-DC 开关变换器是一个强非线性离散性系统，因为开关器件在一 个周期中即工作在饱和区又工作在截止区，系统在开关导通时间段和关断时间段都是线 性的，即系统是按时间分段线性的和时变的，同时由于外部瞬态或持续扰动会引起变换 器工作状态参数的线性变化，以及由于系统工作时导通比有上限和下限而使脉宽调制器 具有饱和非线性。系统是离散系统，其控制部分有脉宽调制器，它在每一个开关周期 内，通过驱动器控制晶闸管通断一次，控制是不连续的。由于 PWM 型 DC-DC 开关变 换器的非线性特征使变换器的动态特性解析的分析方法较为复杂，阻碍了对 PWM 型 DC-DC 开关变换器的动态分析和设计，仅仅通过传统的控制方法很难进一步提高系统 性能。因此，许多的
