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DC/DC设计中控制系统的优化技巧

上网日期: 2008年03月24日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:电源设计? DC/DC设计? 控制系统?

假设设计目标是使系统的极点s = –1 rps, –10 rps和 –100 rps。这可以通过下面的代码来完成:

函数 a= root_loc

a0 = 1; % Initial guess for a

goal = [-100 -10 -1]; % Pole placement goal

weight = abs(goal); % Equal weighting of goals

options = optimset('LargeScale', 'off', 'Display', 'iter', 'GoalsExactAchieve', 3); [a,fval,attainfactor] = fgoalattain(@sysfun,...

a0,goal,weight,[],[],[],[],[],[],[],[]) % Optimization function

function r = sysfun(a) % System function

sys_den = [1 111 1110 a]; % Denominator of system transfer function

r = roots(sys_den); % Calculate the poles of the system

end

end

在程序执行完上面的代码后,下面的内容会出现在MATLAB的指令窗口中:

Optimization terminated: magnitude of directional derivative in search

direction less than 2*options.TolFun and maximum constraint violation

is less than options.TolCon.

Active inequalities (to within options.TolCon = 1e-006):

lower upper ineqlin ineqnonlin

1

2

3

a = 1000.00000002537

fval = -100.000000000003

-9.99999999996868

-1.00000000002847

attainfactor = 3.77294549557555e-013

这里我们可以看到这个程序被终止了,因为它不能进行更多的反复。要注意的是:如果达到因素很小,则表明目标已经基本完全达到;如果达到因素是正值,就说明还没有完全达到目的。

要了解更多有关fgoalattain函数的信息,可以登陆Mathworks网站(www.mathworks.com)。若想看到执行fgoalattain算法的MATLAB编码,只需在MATLAB指令提示符输入“type fgoalattain”即可。

设计示例

为了展示这个方法的功效,我们假设有一个采用第2类控制器的降压稳压器,其规格如下:

最大过冲 ≤5%

上升时间≤100微秒

这个控制器也必须稳定可靠,并具有幅度为10 dB的增益和53度的相补角。

我们使用的是国家半导体公司的LM2657型可调200~500 kHz同步降压稳压器。这是一个用于高电流应用的双通道电压模式控制型调节器。对于每个阶段的高位和低位,LM2657只需要n-通道FET。它的参数和工作条件如下:

VOUT = 2.5 V

IOUT = 4A

L = 10μH

C = 100μF

RESR = 90毫欧姆

调节器增益, A = 10 V/V

开关频率 = 300 kHz

图1:采用第2类补偿方案的降压稳压器。
图1:采用第2类补偿方案的降压稳压器。


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