基于线性矩阵不等式的 DC-DC 变换器 III 型补偿器综合

用于任何电动汽车、太阳能和功率因数校正应用电力线的升压、升降压和反激 DC-DC 变换器需要控制系统以在失配扰动（即负载电流和输入电压）下调节输出电压。然而在连续电流模式运行中，由于非最小相位特性，这些变换器是带宽受限的控制系统。此类带宽受限控制系统的扰动抑制性能是一个开放问题，尤其在输入电压和负载电流扰动无法测量时。带扰动观测器（DOB）的三阶积分-超前（III 型）补偿器可抑制变换器的扰动与未建模动态。但在此类性能约束下综合固定阶控制系统通常具挑战性。本文提出基于 Hinf 控制方法、利用凸优化同时设计 III 型补偿器与固定阶 DOB。该优化问题通过包含估计扰动与传感器噪声函数以凸-凹过程表述。我们提出两阶段迭代算法在凸优化框架中求解。因此凸规划可用于综合最优固定阶控制系统，通过去除参数空间上的非凸约束。该方法因问题的凸性，导出了带线性矩阵不等式约束、关于参数化控制器参数的易解控制算法。所提控制系统在 200W DC-DC 多相交错升压变换器原型上采用 TMS320F28335 数字信号处理器实现。该方法的性能与著名的 III 型补偿器 K 因子设计方法进行比较。