【摘 要】
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DC-DC（直流-直流）变换器作为直流电能转换设备的核心元件,备受电力电子领域学者的关注。近年来,随着便携式电子设备的市场规模呈爆炸式增长,安全高效的电能转换元件对于电源设备的重要性则愈加突出,针对DC-DC变换器的研究也愈发重要。目前已有较多高效的控制方法应用于DC-DC变换器的控制研究中,但这些方法尚存在一些不足,有待进一步优化与改进。本文基于切换仿射模型,研究了DC-DC变换器的采样控制方法
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DC-DC（直流-直流）变换器作为直流电能转换设备的核心元件,备受电力电子领域学者的关注。近年来,随着便携式电子设备的市场规模呈爆炸式增长,安全高效的电能转换元件对于电源设备的重要性则愈加突出,针对DC-DC变换器的研究也愈发重要。目前已有较多高效的控制方法应用于DC-DC变换器的控制研究中,但这些方法尚存在一些不足,有待进一步优化与改进。本文基于切换仿射模型,研究了DC-DC变换器的采样控制方法和相关性能。主要内容概括如下:（1）根据切换控制理论,建立DC-DC降压变换器的切换仿射模型。基于多Lyapunov函数方法和具有可变采样间隔的采样控制方法,设计了一类新的误差跟踪切换律。基于Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式（LMI）,获得所构造的DCDC变换器的切换仿射系统实际稳定且系统状态收敛于有限区域的充分条件,保证了DC-DC变换器的输出电压接近于期望电压值。在本工作中,针对于不同期望电压值的条件下,只需要求解一次LMI,就可以构造适当的误差跟踪切换律,保证系统状态收敛到包含参考点的有限邻域内,这种方法在实际应用中更有利。仿真实例验证了所设计的切换律在DC-DC变换器中的有效性和实用性。（2）考虑保守性更低的控制效果,基于具有固定采样间隔的采样控制方法,设计了一类特殊的误差跟踪切换律,通过含分段时变Lyapunov矩阵的多Lyapunov函数方法,研究了DC-DC变换器系统在所设计切换律的作用下的实际稳定性。通过求解线性矩阵不等式,得到了相应的基于采样控制方法的切换律。仿真实例验证了该方法在DC-DC变换器的应用中具有良好的控制性能。（3）考虑实际应用中的扰动及环境干扰引起的DC-DC变换器电气参数的不确定性,建立具有参数不确定的DC-DC变换器的切换仿射模型,基于具有可变采样间隔的采样控制方法和多Lyapunov函数方法设计了一类鲁棒误差跟踪切换律,获得具有不确定性的DC-DC变换器系统实际稳定且系统状态收敛于有限区域的充分条件。最后通过仿真实验验证了该方法在参数不确定情况下在DC-DC变换器中应用的有效性。
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