BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真Word文档下载推荐.docx

1、 100kHz7、 采样网络传函H（s）=0.38、 BUCK主电路二极管的通态压降 VD=0.5V,电感中的电阻压降VL=0.1V，开关管导通压降 VON=0.5V滤波电容 C与电解电容RC的乘积为 75土；九F2.2主电路设计根据以上的对课题的分析设计主电路如下:in:图2-1主电路图Rl1、滤波电容的设计因为输出纹波电压只与电容的容量以及ESR有关,电解电容生产厂商很少给出 ESR，但C与Rc的乘积趋于常数，约为5080広QF3。在本课题中取为75硯*F ,由式可得Rc=25mQ , C=3000 F2、滤波电感设计开关管闭合与导通状态的基尔霍夫电压方程分别如式 （2）、（3）所示:由上

2、得：Mn -Vo -Vl -Von 二 Ll /Ton （2）Vo Vl Vd 二 L L/Tff （3）Toff Ton - 1/ f s （4）.T W-Vo-Vl-Vd on （5）L假设二极管的通态压降Vd=0.5V，电感中的电阻压降Vl=0.1V，开关管导通压降VoN=0.5V。利用Ton Tff日上，可得TON=3.73 Q，将此值回代式（5），可得 L=17.5 由I3、占空比计算根据：D诗Ton tff =：1 fs,可得 Ton=3.73Q，贝U D=0.373三、BUCK变换器PID控制的参数设计PID控制是根据偏差的比例P）、积分I）、微分D）进行控制，是控制系 统中应用

3、最为广泛的一种控制规律。通过调整比例、积分和微分三项参数， 使得大多数工业控制系统获得良好的闭环控制性能。PID控制的本质是一个二阶线性控制器，其优点：1、技术纯熟；2、易 被人们熟悉和掌握；3、不需要建立数学模型；4、控制效果好；5、消除系 统稳定误差。3.1主电路传递函数分析原始回路增益函数Go为:3.2补偿环节的设计补偿器的传递函数为:零点为:在频率fp2与fp3之间的增益则可近似为：AV2二R2 R1 R3 :氏R1 十 R3 R3考虑达到抑制输出开关纹波的目的，增益交接频率取fg = &二100二20KHZ5 5（fs为开关频率）开环传函Go s的极点频率为:1 1fP1,P2 1；

4、 = 694.96 HZ （13）2兀LC 2x3.14 江 J17.5x3000x1021将Ges两个零点的频率设计为开环传函 Go s两个相近极点频率的1，贝fz1 = fz2 = 2将补偿网络Ge s两个极点设为fp2二fP3二fs = 1OOKHZ以减小输出的高频开关纹波。AV1 =邑2。02兀 fg ）=殳 fg I f R1AV2 = |Gc（j2兀 fg ）= fgR2根据已知条件使用MATLAB?序算得校正器Gc（ s）各元件的值如下：取 R2=1OOOO欧姆H（S）=3/10算得：R1=1.964e+OO4欧姆 R3=6.8214 欧姆C1=4.5826e-008F C2=1

5、.5915e-O11F C3=2.3332e-008Ffz1 =347.3O46HZ fz2 =347.3O46HZ fp2 = 1OOOKHZ fp3 =1OOOKHZ AV1 =0.5091 AV2 =1.466Oe+OO3由（ 2） （3）式得:G（s）=1.197e-024sA5+1.504e-017sA4+4.728e-011sA3+3.18e-008sA2+0.0009004s/4.727e-011sA3+8.365e-007sA2+0.002975s+3补偿器伯德图为:Frequency （radfeec）图4-1-2加入补偿器后系统的伯德图相角裕度和幅值裕度为：Bode Dia

6、gramGm = Inf dB （at Inf radfeec） , Pm = 172 deg （at 2,56e+005 rad/sec：图4-1-3加入补偿器后系统的相角裕度和幅值裕度相角裕度到达172度，符合设计要求。（所用MATLAB?序见附录）四、BUCK变换器系统的仿真4.1仿真参数及过程描述G（s）=1.197e-024sA5+1.504e-017sA4+4.728e-011sA3+3.18e-008sA2+0.0009004s/4.727e-011sA3+8.365e-007sA2+0.002975s+34.2仿真模型图及仿真结果爵1PulseDC Voltage SurCla

7、ckId Wortepac口 一Jl0；I LbStiiisRLC BrjnohSeries： RLC Brainchl+匚*SopCutriMUejsuNrrent图4-2-1主电路仿真图口Voltage MeasurementTo WatecJKlle offset: D X 10图4-2-2仿真波形Re lifEL5eieiRlClMkMultiE-C Mdhce Swx*巾融卿】沁f三TolVolBii 就41kF：L 和乩叶;FL： Bind I238eOI725rf1DSMMemTlj审削慣JS1十$Vlhlje HliKJIEFiUtiV愤如舲T1 idht UeiAiitnin

8、liturdtird4-2-3加PID控制的仿真电路1E五、总结本设计论文完成了设计的基本要求详尽的阐述了设计依据，工作原理叙述，BUCI电路的设计，PID控制设计，传递函数参数计算，电路仿真。在进行本设计论文撰写时，我能够积极的查阅资料，和别人讨论，积极的采 纳别人的意见。 对电路的工作原理、 参数的基数过程， 所用器件的选择都进行了 深入的阐述。我能够认真撰写论文，对论文进行进一步的修改。深入研究课题所涉及的内 容，希望此设计能够对达到其预期的效果。由于时间和自身水平的限制， 我所做的设计还有很多的不足之处。 但通过这 段时间以来的实践，我也掌握了很多的经验和教训。通过这次的课程设计， 我

9、了解到怎样把自己在书本上学习到的知识应用到实 际的工作之中， 也学到很多待人处事的道理， 想这在我以后的工作和学习中将是 我的宝贵财富。程序clc;Clear;Vg=;L=;C=;fs=;R=;Vm=;H=;G0=tfVg*H,L*CFigure（1） Margin（G0） fp1=1/（2*pi*sqrt（L*C）;Fg（1/2）*fs;Fz1=（1/2）*fp1;Fz2=（1/2）fp1;Fp2=fs;Fp3=fs; marg_G0,phase_G0=bode（G0,fg*2*pi）;Marg_G=1/marg_G0;AV1=fz2/fg*marg_G;AV2=fp2/fg*marg_G;R2=10*10A3;R3=R2/AV2;C1=1/（2*pi*fz1*R2）;C3=1/（2*pi*fzp2*R3）;C2=1/（2*pi*fp3*R2）;R1=1/（2*pi*C3*fz1）;Num=conv（C1*R2 1,（R2+R3）*C3 1）;Den1=conv（C1+C2）*R1 0,R3*C3 1）;Den=conv（den1,R2*C1*C2/（C1+C2） 1）;Gc=tf（num,den）;Figure（2）;Bode（Gc）;G=series（Gc,G0）;Figure（3）Margin（G）