摘要：作为一种电力电子器件的典型拓扑，Boost变换器在直流输电系统中起到了举足轻重的作用。由于Boost变换器的驱动信号是开关信号，因此它有非常显著的非线性特性，传统的线性控制无法获得良好的控制效果，因此设计一个高性能且结构简单的非线性控制策略将具有较高的工程实用价值。

本文以Boost变换器为研究对象，提出了一种基于干扰观测器的精确反馈线性化滑模变结构控制策略。推导并建立了Boost变换器的非线性模型，在此基础上，分析了实现状态反馈精确线性化的充要条件。推导了精确反馈线性化所需的坐标变换矩阵，将非线性模型转化为串联积分型线性模型。针对该坐标变换后的线性系统模型，根据滑模控制的基本理论，选取合适的滑模面，利用指数趋近律推导了变结构控制器，设计了一个结构简单且高性能的滑模变结构控制器，并对其有效性进行了仿真验证。最后考虑到实际工程应用中干扰的必然存在性，本文选择引入干扰观测器，结合滑模控制器器，搭建出基于干扰观测器的复合控制系统仿真模型。

研究结果表明，本文所提出的复合控制策略有更快的动态响应速度，更小的稳态误差，同时克服了现有精确反馈线性化控制策略固有的对精确数学模型依赖性的缺点，表现出更强的抗干扰能力。

关键词：Boost变换器，状态反馈精确线性化，滑模变结构控制，干扰观测器，非线性控制；

目录

摘要

Abstract

1.-绪论-1

1.1-课题背景及研究意义-1

1.2-课题研究现状-3

1.2.1-H∞鲁棒控制-3

1.2.2-人工神经网络-4

1.2.3-自适应控制-4

1.2.4-预测控制-4

1.2.5-滑模变结构控制-5

1.3-状态反馈精确线性化-6

1.4-课题研究的主要内容和结构安排-6

2.-CCM Boost变换器系统数学模型-8

2.1-Boost变换器电路组成及其工作原理-8

2.2-DC/DC变换器的建模方法-10

2.3-CCM Boost变换器仿射非线性系统模型-11

2.4-Boost变换器电路的仿真验证及分析-12

2.5-本章小结-13

3.-Boost变换器精确反馈线性化-14

3.1-状态反馈精确线性化方法-14

3.1.1-基本概念-14

3.1.2-系统状态反馈精确线性化原理-15

3.2-Boost变换器精确反馈线性化条件验证-17

3.3-非线性坐标变换及其标准型-18

3.4-本章小结-19

4.-基于精确反馈线性化的滑模变结构控制器设计-20

4.1-线性系统滑模变结构控制的基本原理-20

4.2-基于精确反馈线性化的滑模变结构控制器设计-21

4.3-稳定性验证-23

4.4-CCM Boost变换器精确线性化SMC控制策略仿真验证及分析-24

4.4.1-搭建系统仿真模型-24

4.4.2-仿真分析-25

4.5-本章小结-28

5.-基于干扰观测器的滑模控制器的改进-29

5.1-引言-29

5.2-干扰观测器的基本原理-29

5.3-基于干扰观测器的复合控制策略的仿真验证及分析-30

5.3.1-干扰观测器的模型建立-30

5.3.2-系统整体仿真模型-31

5.3.3-仿真分析-32

5.4-本章小结-34

6.-研究总结与展望-35

6.1-全文总结-35

6.2-研究展望-35

致谢-37

参考文献-38