buck fuzzy control

1、一、 實驗目的1、學習MATLAB在電力電子仿真中的運用方法。2、掌握FUZZY控制的原理和方式。二、 實驗要求設計一個BUCK電路，電源電壓24V，輸出電壓12V,輸出電流1A。運用FUZZY方式控制，使BUCK電路滿足一下要求：1、 輸出電壓紋波小于70mv。2、 負載切換時（滿載到板載，半載到滿載），電壓波動小于150mv。三、實驗步驟及結果1、BUCK電路拓補參數(shù)選取圖1：BUCK電路模型開關頻率、占空比、負載電阻值的確定根據(jù)電路工作性能的要求，選取直流電源電壓()24V,開關頻率()20KHZ，占空比（）50%，負載電阻（）12。電感、電容值的確定BUCK電路工作在電流連續(xù)狀態(tài)，則要

2、求電感電流增量（）的一半小于等于輸出電流()，即。有其中,，,可推得 （1）根據(jù)紋波要求：輸出電壓紋波（）小于70mv。有 可推得 （2）還需滿足：電路的諧振頻率（）遠遠小于開關頻率（）。有 可推得 （3）綜合考慮（1）（2）（3）式，選取 2、BUCK電路開環(huán)仿真結果及分析圖2：BUCK電路開環(huán)模型圖3：開環(huán)BUCK負載電壓、負載電流圖線圖4：放大后的開環(huán)BUCK負載電壓、負載電流圖線由圖3、圖4可知，電路的拓補參數(shù)選取適當，使BUCK電路基能夠穩(wěn)定工作。電路工作時，輸出電壓在12V左右，輸出電流在1A左右，電壓紋波小于70MV。輸出電壓存在的靜差和超調(diào)，可以通過后續(xù)的閉環(huán)控制進行改善。3、

3、BUCK電路FUZZY控制仿真步驟、結果及分析BUCK電路FUZZY控制模型 圖5:BUCK電路FUZZY控制模型FUZZY模塊設計FUZZY控制規(guī)則選取如下：表1：FUZZY控制規(guī)則表（E誤差 EC誤差變化率 U控制器輸出）uUECNBNMNSZPSPMPBENBPBPBPBPBPMPSZNMPBPBPBPMPSZNSNSPBPBPMPSZNSNMZPBPMPSZNSNMNBPSPMPSZNSNMNBNBPMPSZNSNMNBNBNBPBZNSNMNBNBNBNBFUZZ模塊的建立FUZZY模塊的建立過程如下：（1）設置輸入輸出,如下圖： （2）選擇輸入輸出的隸屬度函數(shù)，如下圖：(3) 添加

4、FUZZY控制規(guī)則 ，如下圖（4）調(diào)整FUZZY控制器的輸入、輸出增益（gain、gain1、gain2），使控制效果達到最佳。結果分析圖6：BUCK電路FUZZY控制換載信號、負載電壓、負載電流圖線圖7：放大后的BUCK電路FUZZY控制換載信號、負載電壓、負載電流圖線由圖6、圖7知，BUCK電路工作穩(wěn)定，性能參數(shù)達到設計要求。負載電壓為12V,負載電流為1A，電壓紋波小于70mv。電路在0.02s和0.04s進行了滿載到半載、半載到滿載的切換，電壓波動均小于150mv。FUZZY控制彌補了開環(huán)靜差，抑制了超調(diào)。四、實驗總結由于模糊控制器的輸出是一系列的規(guī)則推演的結果，而非由數(shù)值計算得到，因而模糊控制相比傳統(tǒng)的控制方式，可移植性更好，應用更靈活。模糊控制是基于專家經(jīng)驗的控制，這就使得人的因素對控制效果的影響變大。選擇的隸屬度函數(shù)不同，控制效果也不完全相同。這樣的不確定性使得模糊控制相對于傳統(tǒng)的控制方式對新手而言掌握起來較難。參考文獻1. 張中國.智能控制系統(tǒng)及應用M.北京:中國電力出版社,2007.2. 王兆安,劉進軍.電力電