移相全橋ZVSDC/DC變換器的極點(diǎn)配置自適應預測控制

L₁為諧振電感；

f_s為開(kāi)關(guān)頻率。

圖3 移相全橋變換器的準線(xiàn)性小信號擾動(dòng)模型

離散化后可得出其差分方程為

（2）

2.2 穩態(tài)工作點(diǎn)模型

通常，變換器的輸出電感電流I_L與輸出電容電壓Vc，隨輸入電壓變化而變化，但在實(shí)際中，往往要求開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓維持在一個(gè)固定值。假設輸出電容串聯(lián)電阻很小，則輸出電容電壓就等于輸出電壓，這樣，穩態(tài)工作點(diǎn)(U_cop，I_Lop，D_op)中的輸出電容電壓U_cop是一個(gè)常數，又由于變換器平均電感電流等于負載電流，因此，取其參考電感電流I_Lop等于負載電流，從而移相全橋變換器在穩定工作時(shí)的占空比，可表示為系統穩定點(diǎn)狀態(tài)變量和系統輸入電壓的函數。移相全橋變換器工作過(guò)程中有占空比丟失的問(wèn)題，有效占空比D_eff為變壓器次級占空比，D_eff和丟失的占空比ΔD可分別表示為

D_eff=(3)

ΔD=(4)

式中：T為開(kāi)關(guān)周期。

于是控制用的原邊占空比D_op可表示為有效占空比與丟失的占空比之和，即D_op為

D_op=（5）

它是隨著(zhù)輸入電壓的變化而調整的，亦即此模型具有前饋控制的特點(diǎn)，對輸入電壓的擾動(dòng)具有很強的抑制作用,能有效地保證了系統在大信號擾動(dòng)下的穩定。

3 極點(diǎn)配置自適應數字控制

控制系統的動(dòng)態(tài)響應是由系統的極點(diǎn)決定的。移相全橋變換器由于自身的非線(xiàn)性特點(diǎn)，使它的動(dòng)態(tài)特性往往很差，并且可能造成系統的不穩定，因此，需要通過(guò)極點(diǎn)配置反饋作用使系統的極點(diǎn)配置到所希望的極點(diǎn)上，從而提高系統的動(dòng)態(tài)特性和穩定度?？刂品椒ㄊ怯脿顟B(tài)變量I_L和U_c同參考值比較所得的誤差乘以反饋矩陣－l得到占空比的擾動(dòng)值,即

D′=－lx l=〔l₁－l₂〕（6）

將式（6）代入式（2）得

x(k＋1)=(A－lB)x(k)（7）

從而系統得特征方程為

det[ZI－A＋lB]=0（8）

假設我們根據電源的動(dòng)態(tài)要求，獲得了所希望的極點(diǎn)為a₁和a₂，則系統希望的特征方程為