改进型预测函数控制在DC-DC变换器中的应用

卢 文,王海生,赵刚耀,葛芦生

(安徽工业大学 电气与信息工程学院,安徽省 马鞍山 243032)

0 引言

DC-DC变换器是可以将直流输入电压变成我们所需要的直流输出电压,目前已经被广泛应用到工业、军事、航天等领域[1].由于Buck变换器中具有开关管,并且DC-DC变换器属于强非线性系统[2],所以当给变换器施加外界干扰,就会使得变换器产生非线性变化[3].经典的PI控制由于参数优化比较困难、抗干扰能力弱等[4],不能满足现在人们的需求,为了进一步提高变换器的动态性能,国内外开始研究起混杂理论在非线性系统中的应用[5-6].早些年Podlubny I教授提出了分数阶PID控制器(FOPID)[7],让人们渐渐认识到传统PID控制可以扩展到分数阶领域,FOPID与传统的PID不同之处在于微分和积分上多了两个自由度λ和μ,让参数的调节变得更加具有灵活性,使得系统的响应速度和鲁棒性得到了提升,但同时参数的调节难度变大.Richalet和Kuntze教授等[8-9]最早提出了预测函数控制(Predictive Functional Control,PFC),并成功的把PFC应用到机器人控制上,能够很好的解决稳态误差问题和抑制大干扰.

将分数阶PID的增量表达式与预测函数的目标函数结合得到了新型控制算法分数阶PID预测函数控制(FOPID-PFC)[10].新的目标函数中可调参数变多,使得调节难度变大,如果是通过多次试凑得到的参数值,不仅仅会耗费大量时间,而且往往并不能寻找到最优参数值.因此,寻求一种可靠的智能算法来优化参数就显得尤为重要.本文将粒子群智能算法优化后的FOPID-PFC应用到DC-DC变换器……