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近年来,由于电力电子技术的飞速发展,开关电源作为所有电子设备的基本组成部分,广泛应用于国防军事、工业生产、生活起居的各个方面,而控制系统作为开关电源的灵魂至关重要,因此对开关电源控制技术进行研究具有重要意义。本文针对Buck型变换器,对数模混合式开关电源控制系统进行研究。论文首先采用状态空间平均法对Buck型变换器进行数学建模给并出主拓扑的传递函数,然后以此数学模型为基础对使用峰值电流控制模式的Buck型变换器进行模拟控制环路设计。其次,论文引入结构简单的单神经元自适应PID(SNA-PID)控制器作为数模混合控制系统的数字控制器,以改善模拟控制环路精度低、适应性差的缺点。文中分别设计了常规PID控制器和单神经元自适应PID控制器,并在Matlab/Simulink平台搭建峰值电流模式控制环路仿真模型和数字算法模型进行仿真。仿真结果表明,输入电压100V、开关频率为50KHz的Buck型变换器,与峰值电流控制模式下的模拟控制环路和基于常规PID算法的数模混合控制环路相比,当输出电压为50V、负载10Ω时,基于单神经元自适应PID的数模混合控制环路的输出误差分别减少了 80%和3%,当负载变化5Ω时,基于单神经元自适应PID的数模混合控制环路的动态响应时间分别缩短了81.8%和33.3%,超调量则分别减少了 81.4%和58.8%,有效提高了 Buck型开关电源系统的输出精度和稳定性。同时,证明了单神经元自适应PID算法对比常规PID算法在开关电源的控制方面具有更好的控制效果,并可有效的改善系统的动态性能。在此基础上,论文完成了 Buck型开关电源整体系统的软硬件设计和实现。其硬件电路包括Buck型变换器主电路、模拟控制电路、电压电流检测电路、驱动电路、辅助电源等,软件系统包括中断子程序、算法程序、上位机程序等。论文最后以实现的电源样机为基础搭建了实验平台进行控制系统功能验证,在验证了控制系统各功能无误后,对比了单神经元自适应PID算法与常规PID算法在数模混合控制系统中的控制效果。实验结果与仿真结果基本一致,验证了论文算法和方案的可行性。论文研究结果表明,基于单神经元自适应PID算法构建数模混合控制方式的Buck型开关电源在输出精度、动态响应速度以及稳定性方面具有优势。