开关变换器建模、控制及其控制器的数字实现PDF电子书下载

第1章 基本的PWM DC-DC开关变换器 1

1.1概述 1

1.2Buck变换器 2

1.2.1连续导电模式 4

1.2.2不连续导电模式 6

1.3 Boost变换器 9

1.3.1连续导电模式 9

1.3.2不连续导电模式 11

1.4Buck-Boost变换器 14

1.5 Cuk变换器 17

1.6变换器的损耗和效率 20

第2章 DC-DC开关变换器的动态建模 25

2.1概述 25

2.2Buck变换器的交流模型 27

2.2.1非线性模型 28

2.2.2小信号线性模型 30

2.2.3小信号等效电路 34

2.3状态空间平均法 35

2.3.1非线性模型 36

2.3.2小信号线性模型 38

2.3.3非理想Buck变换器举例 43

2.4平均开关模型 47

2.4.1开关网络大信号平均模型 48

2.4.2平均开关模型的线性化 49

2.4.3基于平均开关模型的变换器建模 50

2.5 DC-DC开关变换器的统一电路模型 57

2.6反激变换器的建模 62

2.6.1非线性模型 62

2.6.2非线性模型的线性化 65

2.6.3等效线性电路 66

2.6.4统一电路模型 67

第3章 DC-DC变换器闭环控制设计 70

3.1概述 70

3.2开关变换器开环系统的频域分析 73

3.2.1频率特性的基本概念 73

3.2.2开关变换器开环系统的典型环节 73

3.2.3基本变换器的频域分析 80

3.3开关变换器闭环系统的频域分析 88

3.3.1稳定裕度 88

3.3.2开关变换器系统的稳定性分析 90

3.3.3闭环频域性能指标 94

3.4补偿网络设计 97

3.4.1超前补偿 98

3.4.2滞后补偿 100

3.4.3滞后-超前补偿 103

3.5电压型Buck变换器补偿网络的设计 104

3.6双极点-双零点补偿网络 110

第4章 DCM模式开关变换器的建模与控制 112

4.1 DCM模式平均开关模型 112

4.1.1开关网络输入端口等效电路模型 113

4.1.2开关网络输出端口等效电路模型 115

4.1.3 DCM模式平均开关模型 116

4.2 DCM模式开关变换器的直流模型 117

4.3 DCM模式平均开关模型的线性化 119

4.3.1 DCM模式平均开关模型线性化的基本思路 119

4.3.2一阶泰勒级数近似法 121

4.4 DCM模式DC-DC变换器统一结构交流小信号模型 126

4.5理想反激变换器的等效Buck-Boost模型 130

4.6 DCM模式下反激变换器电压控制器设计实例 132

4.6.1反激变换器的控制-输出传递函数Gvd 133

4.6.2单极点型控制对象的电压控制器设计 134

第5章 电流控制型开关变换器的建模与控制 137

5.1峰值电流控制的基本原理 137

5.2峰值电流控制的稳定性分析与斜坡补偿 138

5.2.1次谐波振荡 138

5.2.2次谐波振荡的消除——斜坡补偿 141

5.3电流峰值控制小信号一阶模型 144

5.3.1一阶模型建模 144

5.3.2平均开关模型法 148

5.4基于一阶模型的补偿网络设计 150

5.5电流控制环的修正模型 154

5.5.1电流控制环一阶模型的修正 154

5.5.2电流控制环修正模型的应用 157

第6章 计算机控制系统基础 161

6.1概述 161

6.2信号采样与重构 165

6.2.1信号采样与采样定理 165

6.2.2信号的恢复与重构 169

6.3计算机控制系统的数学描述 173

6.3.1脉冲传递函数 173

6.3.2采样系统环节连接的等效变换 174

6.3.3闭环系统脉冲传递函数 177

6.3.4离散系统的频域描述 177

6.4计算机控制系统分析 179

6.4.1离散系统的稳定性分析 179

6.4.2离散系统的稳态误差分析 180

6.4.3离散系统的动态特性分析 182

第7章 数字电源离散控制器设计 184

7.1概述 184

7.2连续系统设计的离散等效 185

7.2.1近似z型代换离散法 185

7.2.2零极点匹配法 191

7.3基于连续系统的设计方法举例 195

7.4 w变换设计法 198

7.5离散域直接设计法 202

7.6离散PID控制器设计 209

7.6.1基本PID控制及数字化 210

7.6.2数字PID控制算法的改进 212

第8章 开关变换器数字控制器的DSP实现 215

8.1数字信号处理器 215

8.2基于DSP的控制器设计 218

8.2.1系统开发环境 218

8.2.2开关变换器数字控制器主体程序框架 225

8.2.3输入和输出，AD和PWM 228

8.2.4数字PID控制器的C语言编程实现 232

8.2.5数据的表示方式 237

8.3 Buck变换器的数字控制系统的硬件实现 242

8.3.1性能参数 242

8.3.2数字控制器设计 242

8.3.3软件实现 244

8.3.4实验结果 252

参考文献 254