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Buck电路闭环控制器设计仿真说课讲解.docx
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B
u
c
k
电
路
闭
环
控
制
器
设
计
仿
真
精品文档
Buck
电路闭环控制
器设计
151215
01
曾洋斌
作业要求：
1
、
建立
Buck
电路的状态平均模型，设计系统闭环控制器；
2
、
分析稳态误差产生原因，并提出改进措施，并进行仿真；
3
、完成作业报告。
4
、
Buck
电路参数：输入电压为
20V
，输出电压
5V
，负载电阻
4
欧姆，电感
1×10
H
，电容
5×10
F
，开关频率
20kHz
。
-3
-4
一、
Buck
电路
的状态平均
模型
根据题目所给参数，容易计算得其占空比为
25%
，
Buck
电路如图
1
所示：
V
L
i
VD
V
V
C
R
S
VD
o
图
1
：
Buck
电路
根据状态空间平均法建模步骤如下：
1
、列写状态方程、求平均变量
设状态方程各项如下：
x
[
i
(
t
)
v
(
t
)
]
T
L
o
u
v
(
t
)
s
y
i
(
t
)
VD
则有状态方程如下：
x
&
=
Ax
+
Bu
y
=
C
x
T
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（
1
）列写
[0
，
d
T
]
时间内的状态方程
1
S
如图
2
所示，根据
KCL
、
KVL
以及电感电容的特性可以得到状态方程的
系数矩阵如下所示：
1
L
1
0
1
A
，
[
0]
，
C
[0
0]
B
T
T
1
1
1
L
1
C
RC
V
L
i
VD
V
C
R
V
S
o
图
2
：开关
VT
导通状态
（
2
）列写
[
，
]
时间内的状态方程
d
T
T
1
S
S
如图
3
所示，根据
KCL
、
KVL
以及电感电容的特性可以得到状态方程的
系数矩阵如下所示：
1
L
1
0
A
，
B
[0
0]
，
C
[1
0]
T
T
1
2
2
2
C
RC
V
L
i
VD
V
C
R
V
VD
S
o
图
3
：开关
VT
关断状态
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