基于电流滞环调制动态滑模变结构控制器设计与仿真
摘要：直流变换电路中含有电感、电容等非线性元件，是典型的强非线性系统。线性控制技术很难达到控制精度和响应速度方面的要求。采用非线性控制中的动态滑模变结构控制（Dynamic Sliding Mode Variable Structure Control，DSMC）策略对其控制，以解决强非线性控制问题。给出了整个控制器的详细设计过程，结合电流滞环对切换频率实施限制，更符合实际应用。通过仿真分析，验证了所提出控制策略优秀的动态性能和强鲁棒性。
关键词：滑模控制，直流变换，滞环调制，鲁棒性
中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1672-7800（2011）07-0108-03
作者简介：刘璐（1983-），男，四川绵阳人，重庆通信学院硕士研究生，研究方向为智能控制；武明亮（1984-），男，河南安阳人，重庆通信学院硕士研究生，研究方向为模式识别；田力（1986-），男，重庆人，重庆通信学院硕士研究生，研究方向为智能控制。
Boost变换器是直流变换器中最简单，也是最基本的一种拓扑，基本电路工作过程如图1所示。
图1Boost变换器基本工作过程
当控制输入为1时，功率开关管S导通。这时等效电路如图1(b)所示，二极管D因承受反向偏置电压而截止。输入侧端，输入电压直接作用于储能电感上，电感电流呈线性增加，电能以磁能的形式存储在电感线圈中。而输出侧端，电容向负载电阻放电，只要电容值足够大，就能够维持负载上的输出电压的恒定；当控制输入为0时，功率开关管S关断，这时等效电路如图1(c)所示，二级管D因承受正向偏压而导通，为电感电流构成通路，电感线圈的感应电压与输入电压同向，一起向电容和负载供电。根据分析Boost变换器的变结构模型为：
[JZ(][JB({]L[SX(]diL[]dt[SX)]=vi-uvo
C[SX(]dvo[]dt[SX)]=-[SX(]dv-o[]R[SX)]+uiL[JB)][JZ)][JY](1)
其中：iL和vo分别代表电感电流和输出电压，L,C,RL分别表示电感、电容和负载电阻。u表示控制变量，取值为0和1。
令：x1(τ)=[SX(]iL(t)[]vi[KF(]C/T[KF)][SX)]， x2(τ)=[SX(]vo(t)[]vi[SX)]，Rn=R[KF(]C/L[KF)]，τ=t/[KF(]LC[KF)]；
代入式（1），得到标准化转后的模型为：
[JZ(][JB({][AKx^]1=1-ux2
[AKx^] 2=-[SX(]x2[]Rn[SX)]+ux1[JB)][JZ)][JY](2)
2动态滑模控制器设计
2.1控制目标分析
系统到达平衡状态时，即：
[JZ(]vo...
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