基于MATLAB的BOOST變換器閉環仿真分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32568基于MATLAB的BOOST變換器閉環仿真分析案例 167591.1MATLAB介紹 1282751.2PWM的定義、發展過程 142161.3BOOST變換器閉環仿真參數及指標 2253681.4仿真分析 21.1MATLAB介紹MATLAB是美國MATHWORK公司在上世紀90年代開發的一款工程計算語言，該軟件以矩陣計算作為整個控制系統算法的核心，同時結合了可視化、模塊化、學科化可以滿足不同學科的學習使用。在不同的學術界，MATLAB都得到了廣泛的應用，具有計算準確、數據可靠的的特點，目前還沒有款軟件可以與之相媲美。MATLAB同時結合了數值分析、矩陣運算、編程控制、圖像化處理等強大的功能，滿足初學者的基本科研需求，不需要復雜的編程控制。Simulink是在MATLAB的模型搭建平臺，根據不同的數學模型進行仿真搭建，完成模型的分析和仿真，該模型結合了各種類型的功率模型、控制系統模塊、可視化模塊、檢測模塊具有較好的可視化功能，在實際應用過程中可以直接采用鼠標進行模型搭建，進行連線操作，就可以進行仿真運行，然后就可以模擬相應的波形數據，直觀的進行模型的穩定性，功能方面進行驗證，把復雜的問題簡單化。Simulink是目前可以完成各種仿真驗證的需求，一些初學者就可以得心應手，把復雜的模型進行簡化處理，以圖象化的形式進行展示出來，避免復雜的運算，得到直觀的直觀的數據，便于系統的分析，大大縮小產品研發周期。1.2PWM的定義、發展過程PWM脈寬調制技術是一種調制波，目前在電力電子控制技術領域應用非常的普遍，在實際控制電路中一般采用三角波信號進行比較得到做需要的控制信號，當控制信號大于三角波的時候，輸出脈沖幅值相同，寬度正比于控制信號的矩形脈沖，實現對開關器件的通/斷控制，進而控制輸出電壓波形。當控制信號為正弦波時，輸出的PWM信號按正弦規律進行變化，這種控制器技術叫做正弦脈寬調制技術簡稱SPWM技術oPWM技術經歷了經歷了幾十年的發展過程，1963年，F.G.Turnbull第一次提出相關概念，1964年，A.Schnoung等人結合通信系統中的調制技術應用到逆變器控制技術中，這就提出了最早的SPWM控制技術;后面的幾年里S.R.Bowes對SPWM技術的應用做出了較大的貢獻，使SPWM技術在行業中得到了廣泛的應用;1983年，J.Holtz等人提出了一種新型控制技術，就是我們前面提到的SVPWM技術，該控制技術的設計初衷是考慮的異步發電機的控制方面提出來的，該方式是結合了電動機磁鏈圓形軌跡的模型來進行設計的；20世紀80年代，G.S.Buja等人提出了電流諧波小、轉矩脈動小的PWM方法，PWM技術得到了更加廣泛的應用；20世紀90年代A.B.Plunkett等人發表以一種采用電流滯環路進行控制的PWM技術，進入21世紀PWM技術又得到了不斷發展與完善。1.3BOOST變換器閉環仿真參數及指標為了驗證閉環控制的工作原理以及它的正確性，我采用了matlab軟件對電路做了仿真分析。仿真所用的參數為：輸入直流電壓：Vin=50VDC；輸出直流電壓：Von=80V；開關頻率：fs=50KHz；輸出電流：Io=2A；輸出濾波電感：Lf=1mH；輸出濾波電容：Cf=630uF；1.4仿真分析Boost變換器的仿真圖如4-1所示，設定輸入電壓為50V，輸出電壓為80V。本設計的工作原理如下：首先對輸出電壓進行檢測，電壓的采樣比例為0.1，電壓環基準電壓值為8V。采樣的得到的電壓首先與基準信號進行比較，然后通過PID控制器進行調節，得到電壓環輸出控制信號，輸出信號作為電流環的基準信號，參與電流環的控制，與電感電流進行比較，通過PID控制器進行最終控制信號，輸出控制信號與三角波進行比較得到PWM控制信號，實現對開關管的調節，實現穩壓控制。圖5-1Boost變換器結構圖圖5-2給出了輸出電壓的波形圖，從圖中可以看出，輸出電壓在0.04s穩定到目標值，保證了快速的相應，超調量比較小，符合設計的要求。圖5-2輸出電壓波形圖5-3給出了輸出電壓紋波的效果圖，其紋波的峰峰值僅僅為0.03V，紋波大小為15mV，達到了設計要求。圖5