基于改进自耦PID的Buck变换器控制研究

摘要

Buck变换器存在的控制器结构复杂和参数整定困难等问题导致其难以工程化应用。为了简化控制的结构、实现参数整定，以自耦PID为核心改进其结构，去除时变速度因子，引入低通滤波器，避免了超调的问题。以基于非线性扰动观测器和终端滑模控制的非线性控制器为基准控制器，全面地对比研究了其与改进自耦PID控制器的稳、动态性能。结果表明：改进的自耦PID能够在跟踪阶跃参考值过程中取得优于基准控制器的动态性能，在稳态过程中能保持与基准控制器相同的电压纹波但具有更小的控制量抖动，并且在负载电压突变情况下具有更短的恢复时间。所提出的控制器是线性控制器，结构简单且参数整定容易，而综合性能优于复杂的非线性控制器，有利于工程化应用。

关键词

Buck变换器 / 自耦PID / 终端滑模控制 / 扰动观测器