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Linear voltage and current mode control for the DC-DC buck converter.

机译：DC-DC降压转换器的线性电压和电流模式控制。

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摘要

DC-DC converters are an important class of power converters that find applications in diverse applications such as portable electronic devices (cellular phones and laptop computers), hybrid electric vehicles (HEVs), and interfacing distributed generation (DG) sources such as photovoltaics (PVs) to the electric grid or microgrids. Almost all converters today are switching converters, i.e., contain power semiconductor switches that can be turned ON or OFF at high frequencies to achieve the desired power conversion, and invariably require a controller to meet performance objectives. The switching action makes these hybrid systems, and the relationship between the duty ratio of the switch (control input) and the converter voltage (controlled output) is nonlinear. Classical controller methods can be applied to these hybrid nonlinear switching converters using averaging and linearization. In this thesis, we compare linear voltage mode (that use the converter voltage) and current mode (that use the converter inductor current) designs for fixed frequency pulse width modulation (PWM) DC-DC converters. In addition to classical PID design, we also tune the PID controller gains using an LQR optimal control design that employs a high-gain observer (HGO) to estimate derivatives. The efficacy of these designs is verified through simulations and hardware implementation.
机译：DC-DC转换器是一类重要的功率转换器，可在多种应用中找到应用，例如便携式电子设备（蜂窝电话和膝上型计算机），混合电动汽车（HEV）和分布式分布式发电（DG）源，例如光伏（PV） ）连接到电网或微电网。当今，几乎所有的转换器都是开关转换器，即包含功率半导体开关，该功率半导体开关可以在高频下导通或关断以实现所需的功率转换，并且始终需要控制器来满足性能目标。开关动作构成了这些混合动力系统，并且开关（控制输入）的占空比与转换器电压（受控输出）之间的关系是非线性的。可以使用平均和线性化将经典控制器方法应用于这些混合非线性开关转换器。在本文中，我们比较了用于固定频率脉冲宽度调制（PWM）DC-DC转换器的线性电压模式（使用转换器电压）和电流模式（使用转换器电感器电流）的设计。除了经典的PID设计之外，我们还使用LQR最优控制设计来调整PID控制器的增益，该设计采用高增益观测器（HGO）来估计导数。这些设计的有效性通过仿真和硬件实现得到了验证。

著录项

  • 作者

    Block, Ethan Avery.;

  • 作者单位

    San Diego State University.;

  • 授予单位 San Diego State University.;
  • 学科 Electrical engineering.
  • 学位 M.S.
  • 年度 2015
  • 页码 88 p.
  • 总页数 88
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
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