基于Boost电路的预测PI控制

程 功，任正云

(东华大学 信息科学与技术学院，上海 201620)

基于Boost电路的预测PI控制

程 功，任正云

(东华大学 信息科学与技术学院，上海 201620)

非最小相位是指具有右半平面零、极点或滞后的线性对象，在DC-DC变换器中,Boost变换器以电容电压作为输出量进行反馈控制时，是一个非最小相位系统。由于目前大多数Boost电路的控制方法选用的是传统PID控制，这种方法具有结构简单、可靠性高等特点，但是系统的动态特性、抗干扰性能却有待进一步提高。由于预测PI控制算法具有抗滞后和抗非最小相位特性的能力，将其应用到Boost电路中进行理论研究并进行实时仿真。仿真结果表明，预测PI控制算法具有良好的动态特性且抗干扰性强,能够体现良好的控制效果。

非最小相位；预测PI控制算法；Boost电路

0 引言

由于电力电子技术发展迅速，带动了新能源技术的发展，同时使功率电源得到广泛运用。现在电力电子技术常用的是开关电源技术,其核心是DC-DC变换器。由于DC-DC变换器具有非线性特点,使其难以建立准确的模型。对于DC-DC变换器，传统的建模方法是建立小信号模型。而实际中的过程对象大都具有非线性、时变特征，若采用传统PID控制DC-DC变换器，则会存在输出电压不稳、精度低、可调范围小、纹波电流过大等问题[1]。

本文主要研究了Boost升压电路在预测PI控制算法和传统PID控制下的动态响应特性。由于Boost升压电路是典型的DC-DC功率变换器，因而是一个非最小相位系统，表现为小信号数学模型中存在右半平面的一个零点，这个零点的一个显著特征就是在占空比突变的情况下，除发生超调外，输出电压的开始阶段会出现先下降后上升的变化，即出现负调现象。……