RU2552520C2 - System of control of nonlinear dynamics of direct step-down voltage converter - Google Patents

System of control of nonlinear dynamics of direct step-down voltage converter Download PDF

Info

Publication number
RU2552520C2
RU2552520C2 RU2013137350/07A RU2013137350A RU2552520C2 RU 2552520 C2 RU2552520 C2 RU 2552520C2 RU 2013137350/07 A RU2013137350/07 A RU 2013137350/07A RU 2013137350 A RU2013137350 A RU 2013137350A RU 2552520 C2 RU2552520 C2 RU 2552520C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
signal
control
input
converter
Prior art date
Application number
RU2013137350/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013137350A (en
Inventor
Алексей Иванович Андриянов
Никита Александрович Краснов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет"
Priority to RU2013137350/07A priority Critical patent/RU2552520C2/en
Publication of RU2013137350A publication Critical patent/RU2013137350A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2552520C2 publication Critical patent/RU2552520C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical equipment and can be used in digital control systems of DC voltage converters with the function of suppression of the hazardous oscillations of output voltage occurring at a certain set of parameters of the system. In the nonlinear dynamics control system the control system consisting of the main subsystem and the control auxiliary subsystem, approximators on the basis of neural networks is connected to the power part of the converter. The converter control signal provides the stabilization of average value of output voltage. In the system the correction of error signal is provided, thus the stabilization of the design dynamic mode (1 cycle) is provided.
EFFECT: ensuring of pre-set nonlinear dynamic properties of the system and pre-set parameters of speed and accuracy of output voltage stabilization in case of refusal from parametrical synthesis.
3 dwg

Description

Заявленное изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при реализации цифровых систем управления преобразователями постоянного напряжения с функцией подавления опасных колебаний выходного напряжения, возникающих при определенном наборе параметров системы.The claimed invention relates to a conversion technique and can be used in the implementation of digital control systems for DC / DC converters with the function of suppressing dangerous fluctuations in the output voltage that occur with a certain set of system parameters.

Известен способ International Journal of Circuit Theory and Applications [1], называемый методом с запаздывающей обратной связью, где для стабилизации неустойчивых периодических траекторий предполагается использование обратной связи с задержкой, приблизительно равной периоду стабилизируемого периодического режима.The known method of the International Journal of Circuit Theory and Applications [1], called the method with delayed feedback, where to stabilize unstable periodic trajectories it is assumed to use feedback with a delay approximately equal to the period of the stabilized periodic mode.

Стабилизация проектного режима происходит за счет того, что к сигналу управления после регулятора стандартной системы управления прибавляется два корректирующих сигнала: масштабированная разность между током в стробоскопические моменты времени и током в стробоскопические моменты времени, задержанным на период широтно-импульсной модуляции; масштабированная разность между напряжением на конденсаторе в стробоскопические моменты времени и напряжением на конденсаторе в стробоскопические моменты времени, задержанным на период широтно-импульсной модуляции, что позволяет откорректировать вектор вынуждающих воздействий с точки зрения системы дифференциальных уравнений, описывающих систему, и обеспечить проектный периодический режим.The stabilization of the design mode occurs due to the fact that two correction signals are added to the control signal after the controller of the standard control system: the scaled difference between the current at stroboscopic time instants and the current at stroboscopic time instants delayed by the pulse-width modulation period; the scaled difference between the voltage at the capacitor at stroboscopic time instants and the voltage at the capacitor at stroboscopic time instants delayed by the pulse-width modulation period, which makes it possible to correct the vector of forcing actions from the point of view of the system of differential equations describing the system and to ensure the design periodic mode.

К недостаткам метода относятся сложность выбора длительности задержки и параметров системы управления, что приводит к отсутствию гарантии корректной работы устройства в широком диапазоне изменения его параметров.The disadvantages of the method include the difficulty in choosing the duration of the delay and the parameters of the control system, which leads to the absence of a guarantee of the correct operation of the device in a wide range of changes in its parameters.

Задачей изобретения является управление нелинейной динамикой системы для обеспечения ее работы в проектном периодическом режиме с малой амплитудой колебаний в широком диапазоне параметров системы управления или входного напряжения с учетом возможности работы в областях мультистабильности.The objective of the invention is to control the nonlinear dynamics of the system to ensure its operation in the design periodic mode with a small amplitude of oscillations in a wide range of parameters of the control system or input voltage, taking into account the possibility of working in areas of multistability.

Данная задача решается за счет того, что к силовой части преобразователя, выполненного на основе непосредственного понижающего преобразователя, LC-фильтра, подключена система управления, состоящая из двух подсистем: основная подсистема, состоящая из вычитателя, формирующего разность сигнала задания и сигнала обратной связи (сигнал ошибки), масштабирующего усилителя обратной связи по напряжению, пропорционального регулятора, на вход которого подается сигнал ошибки, а выходной сигнал подается на вход компаратора, на второй вход которого поступает сигнал с генератора развертывающего напряжения, работающего синхронно с задающим генератором, что позволяет сформировать сигнал управления преобразователем, обеспечивающий стабилизацию среднего значения выходного напряжения; вспомогательная подсистема управления, отличающаяся тем, что рассматриваемом способе не используется задержка по времени при стабилизации проектного режима, а введены аппроксиматоры на основе нейронных сетей, которые, используя текущие значения задающего напряжения входного напряжения и сопротивления нагрузки, формируют задающий вектор (ток дросселя и напряжение на конденсаторе) на неподвижную точку отображения 1-цикла, вычитание из которого вектора обратных связей по переменным состояния в стробоскопические моменты времени, получаемым на выходе устройств выборки-хранения с использованием масштабирующих усилителей, реализуется с помощью вычитателей, далее, результат вычитания усиливается масштабирующими усилителями и подается на вычитатель основной подсистемы управления, корректируя сигнал ошибки, тем самым обеспечивая стабилизацию проектного динамического режима (1-цикла).This problem is solved due to the fact that a control system consisting of two subsystems is connected to the power part of the converter, made on the basis of a direct lowering converter, LC filter: the main subsystem, consisting of a subtractor, which forms the difference between the reference signal and the feedback signal (signal error), a scaling voltage feedback amplifier proportional to the controller, to the input of which an error signal is supplied, and the output signal is fed to the input of the comparator, to the second input of which stumbles signal from the scanning voltage generator operating synchronously with the master oscillator, that allows to generate the inverter control signal providing stabilization of the mean value of the output voltage; auxiliary control subsystem, characterized in that the method in question does not use a time delay when stabilizing the design mode, but introduces approximators based on neural networks that, using the current values of the input voltage and the load resistance, form the drive vector (inductor current and voltage capacitor) onto a fixed point of the 1-cycle display, subtracting from this a vector of feedbacks on state variables at stroboscopic time instants, obtaining sampler-storage devices using scaling amplifiers is implemented using subtractors; further, the subtraction result is amplified by scaling amplifiers and fed to the subtractor of the main control subsystem, correcting the error signal, thereby stabilizing the design dynamic mode (1-cycle).

Функциональная схема системы управления (СУ) непосредственным понижающим преобразователем постоянного напряжения представлена на фиг.1.Functional diagram of a control system (CS) by a direct step-down DC-DC converter is presented in Fig. 1.

В СУ выделяется две подсистемы:In SU there are two subsystems:

- основная подсистема управления (ОПУ) обеспечивает стабилизацию среднего значения выходного напряжения без учета нелинейных динамических свойств;- the main control subsystem (OPU) provides stabilization of the average value of the output voltage without taking into account nonlinear dynamic properties;

- вспомогательная подсистема управления (ВПУ) обеспечивает стабилизацию проектного динамического режима (1-цикла).- auxiliary control subsystem (VPU) provides stabilization of the design dynamic mode (1-cycle).

Стандартная система автоматического управления с обратной связью по среднему значению выходного напряжения импульсного преобразователя описывается функцией стробоскопического отображения вида [2]The standard automatic control system with feedback on the average value of the output voltage of the pulse converter is described by the stroboscopic display function of the form [2]

X k = e A a X k-1 + (e A a -e A(1-z k ) a )A -1 B

Figure 00000001
, X k = e A a X k-1 + (e A a -e A (1-z k ) a ) A -one B
Figure 00000001
,

где вектор переменных состояния X=[iL, Uc,]Т, iL - ток дросселя; Uc - напряжение на конденсаторе; zk - коэффициент заполнения ШИМ на k-том тактовом интервале; Xk-1 - вектор переменных состояния системы в начале k-го тактового интервала. Матрица параметров системы A и вектор вынуждающих воздействий B представлены в [2]. Матрица A зависит от индуктивности дросселя L, емкости конденсатора C, паразитного сопротивления дросселя R и сопротивления нагрузки RH. Вектор B зависит от входного напряжения преобразователя E0 и индуктивности дросселя L.where the vector of state variables X = [i L , U c ,] Т , i L is the inductor current; U c is the voltage across the capacitor; z k is the PWM duty cycle on the k-th clock interval; X k-1 is the vector of system state variables at the beginning of the k-th clock interval. The matrix of parameters of system A and the vector of forcing actions B are presented in [2]. Matrix A depends on the inductance of the inductor L, the capacitance of the capacitor C, the stray resistance of the inductor R and the load resistance R H. Vector B depends on the input voltage of the converter E 0 and the inductance of the inductor L.

В стандартной системе управления для заведения обратной связи по напряжению используется масштабирующий усилитель с коэффициентом β. Вычитатель B рассчитывает ошибку по напряжению Uош, которая подается на пропорциональный регулятор с коэффициентом α. В качестве задания на среднее значение выходного напряжения используется сигнал Uз. Сигнал управления после регулятора Uy подается на неинвертирующий вход компаратора. На инвертирующий вход компаратора подается развертывающее напряжение Up от генератора развертывающего напряжения ГРН. Выходные импульсы компаратора Uи управляют силовым транзистором VT в составе непосредственного понижающего преобразователя.In a standard control system, a scaling amplifier with a coefficient of β is used to establish voltage feedback. Subtractor B calculates the error by the voltage Ush , which is fed to the proportional controller with coefficient α. As a reference to the average value of the output voltage, the signal U s is used . The control signal after the regulator U y is fed to the non-inverting input of the comparator. At the inverting input of the comparator, a deployment voltage U p is supplied from the generator of the deployment voltage of the surge voltage. The output pulses of the comparator U and control the power transistor VT as part of the direct step-down converter.

В рассматриваемом случае в стандартную СУ введены два дополнительных управляющих воздействия ΔUош1k и ΔUош2k (фиг.1), которые определяются по выражениямIn this case, two additional control actions ΔU Ош1k and ΔU Ош2k (Fig. 1), which are determined by the expressions

ΔUош1k=K1(Uckз-Uck) Osh1k ΔU = K 1 (U ckz -U ck)

ΔUош2k=K2(ULkз-ILk),ΔU os2k = K 2 (U Lkз -I Lk ),

где Uckз, ULkз - сигналы задания на напряжение на конденсаторе и ток дросселя соответственно в стробоскопические моменты времени (неподвижная точка отображения); Uck - масштабированное напряжение на конденсаторе в стробоскопические моменты времени; ILk - масштабированный ток дросселя в стробоскопические моменты времени.where U ckЗ , U Lkз are the reference signals for the voltage across the capacitor and the inductor current, respectively, at stroboscopic time instants (fixed display point); U ck is the scaled voltage across the capacitor at stroboscopic times; I Lk - scaled throttle current at stroboscopic time instants.

Выражение для функции стробоскопического отображения СУ имеет видThe expression for the stroboscopic display function of the control system has the form

X k = e A a X k-1 + (e A a -e A(1-(z k + Δ z k )) a )A -1 B

Figure 00000002
, X k = e A a X k-1 + (e A a -e A (1- (z k + Δ z k ))) a ) A -one B
Figure 00000002
,

где Δzk - приращение коэффициента заполнения на k-том тактовом интервале.where Δz k is the increment of the duty cycle on the k-th clock interval.

Указанное приращение рассчитывается на основе выраженияThe specified increment is calculated based on the expression

Δ z k = α ( Δ U о ш 1 k + Δ U о ш 2 k ) U p m

Figure 00000003
, Δ z k = α ( Δ U about w one k + Δ U about w 2 k ) U p m
Figure 00000003
,

где Upm - амплитуда развертывающего напряжения на выходе ГРН.where U pm is the amplitude of the deploying voltage at the output of the surge voltage.

При реализации рассматриваемого алгоритма управления наиболее важной задачей является расчет неподвижной точки стробоскопического отображения, которая находится с использованием метода уравнений периодов [2]. Однако при использовании указанного метода микроконтроллеру СУ приходится реализовывать один из численных методов решения систем нелинейных трансцендентных уравнений, что требует достаточно серьезных вычислительных ресурсов. Для упрощения указанной задачи использовались две нейронные сети (HC1 и HC2), каждая из которых рассчитывает свою компоненту вектора неподвижной точки 1-цикла отображения X*=[Uckз, iLkз]T.When implementing the considered control algorithm, the most important task is to calculate the fixed point of the stroboscopic display, which is found using the method of period equations [2]. However, when using this method, the microcontroller of the control system has to implement one of the numerical methods for solving systems of nonlinear transcendental equations, which requires quite serious computational resources. To simplify this problem, two neural networks (HC1 and HC2) were used, each of which calculates its component of the fixed-point vector of the 1-map mapping X * = [U ckз , i Lkз ] T.

В качестве входных переменных нейронных сетей (факторов регрессии) выступают параметры, которые при работе системы могут варьировать в широких пределах. К факторам, используемым в рассматриваемых регрессионных моделях, относятся задающее напряжение Uз, входное напряжение E0 и сопротивление нагрузки Rн, которое рассчитывается с использованием сигналов датчика тока нагрузки и датчика выходного напряжения. Указанный подход позволяет существенно сократить время расчета неподвижной точки, а достигаемая точность аппроксимации является приемлемой с точки зрения практики. В рассматриваемой системе управления нейронные сети реализовывали регрессионную модель вида X*=F(P)=[f1(U3, E0, Rн), f2(Uз, E0, Rн)], где f1 и f2 - нелинейные трехпараметрические функции - компоненты векторной функции F, реализуемые HC1 и HC2 соответственно, P=[Uз, E0, Rн]T - вектор факторов регрессии. Вычисление текущего сопротивления нагрузки осуществляется блоком вычислителя сопротивления нагрузки ВСН.The input variables of neural networks (regression factors) are parameters that can vary widely during the operation of the system. Factors used in the regression models under consideration include reference voltage U s , input voltage E 0 and load resistance R n , which is calculated using the signals of the load current sensor and the output voltage sensor. This approach can significantly reduce the calculation time of a fixed point, and the achieved approximation accuracy is acceptable from the point of view of practice. In the control system under consideration, neural networks implemented a regression model of the form X * = F (P) = [f 1 (U 3 , E 0 , R n ), f 2 (U z , E 0 , R n )], where f 1 and f 2 - nonlinear three-parameter functions - components of the vector function F, realized by HC1 and HC2, respectively, P = [U s , E 0 , R n ] T - vector of regression factors. The calculation of the current load resistance is carried out by the calculator block of the load resistance of the BCH.

Обратная связь по переменным состояния в стробоскопические моменты времени в предлагаемой системе (фиг.1) осуществляется с использованием устройств выборки-хранения (УВХ1 и УВХ2 на фиг.1). Как видно из фиг.1, запоминание напряжения на выходном конденсаторе C и тока дросселя L, масштабированных с коэффициентами β1 и β2 соответственно, происходит в начале каждого тактового интервала при подаче на УВХ стробирующего импульса с задающего генератора ЗГ, который работает синхронно с генератором развертывающего напряжения ГРН. С помощью двух вычитателей (B1 и B2 на фиг.1) рассчитывается отклонение текущего положения точки отображения от заданного с последующим масштабированием с коэффициентами K1 и K2 соответствующих компонент вектора рассогласования ΔX=[ΔUck, ΔiLk]T. Вычисленные приращения ΔUош1k и ΔUош2k суммируются с напряжением ошибки ОПУ Uош, вызывая на каждом тактовом интервале стабилизирующее проектный режим приращение коэффициента заполнения Δzk. При установлении в системе проектного 1-цикла ΔUош1k=ΔUош2k=0, а также Δzk=0.Feedback on state variables at stroboscopic time points in the proposed system (Fig. 1) is carried out using sampling and storage devices (UVX1 and UVX2 in Figure 1). As can be seen from figure 1, the voltage at the output capacitor C and the inductor current L, scaled with the coefficients β 1 and β 2, respectively, are stored at the beginning of each clock interval when a gating pulse is supplied to the I / O from a master oscillator, which works synchronously with the generator voltage deployment voltage. Using two subtractors (B1 and B2 in FIG. 1), the deviation of the current position of the display point from the specified one is calculated, followed by scaling with coefficients K 1 and K 2 of the corresponding components of the mismatch vector ΔX = [ΔU ck , Δi Lk ] T. Calculated increment ΔU ΔU osh2k osh1k and summed with the error voltage U GTC oui causing each clock interval stabilizing design mode duty ratio increment Δz k. When the project 1-cycle system is established, ΔU Ош1k = ΔU Ош2k = 0, and also Δz k = 0.

Предлагаемая структура системы управления реализуется достаточно большим спектром современных цифровых сигнальных микроконтроллеров или недорогих программируемых логических интегральных схем. При использовании последних существенно упрощается расчет задания на неподвижную точку 1-цикла с использованием нейронных сетей.The proposed structure of the control system is implemented by a fairly wide range of modern digital signal microcontrollers or inexpensive programmable logic integrated circuits. When using the latter, the calculation of a task on a fixed point of a 1-cycle using neural networks is greatly simplified.

Чтобы проанализировать предложенный способ, выполнено компьютерное моделирование, результаты которого представлены на фиг.2, 3 в виде карт динамических режимов, показывающих особенности разбиения пространства параметров системы на области устойчивости различных режимов. Моделирование осуществлялось при следующих параметрах системы: L=0,1 Гн; C=1 мкФ; R=10 Ом; Rн=100 Ом; α=60; β=0,01; Uз=5 B; Upm=10 B; a=0,0001 c; K1=-0,9; K2=-0,9; β1=0,01; β2=0,1.In order to analyze the proposed method, computer simulation was performed, the results of which are shown in FIGS. 2, 3 in the form of dynamic mode maps showing the features of dividing the system parameter space into the stability domains of various modes. Modeling was carried out with the following system parameters: L = 0.1 H; C = 1 μF; R = 10 ohms; R n = 100 Ohms; α = 60; β = 0.01; U s = 5 B; U pm = 10 B; a = 0.0001 s; K 1 = -0.9; K 2 = -0.9; β 1 = 0.01; β 2 = 0.1.

При построении карт динамических режимов (фиг.2, 3) выбран достаточно большой коэффициент усиления регулятора α=60, что позволило оценить возможности метода при работе системы в достаточно сложных условиях. Как видно из фиг.2, область 1-цикла системы без управления нелинейной динамикой является неодносвязной и ее площадь относительно мала.When constructing dynamic mode maps (Figs. 2, 3), a sufficiently large regulator gain α = 60 was selected, which made it possible to evaluate the capabilities of the method when the system operates in rather difficult conditions. As can be seen from figure 2, the region of the 1-cycle system without controlling the nonlinear dynamics is not simply connected and its area is relatively small.

На фиг.3 представлена карта динамических режимов, анализ которой показывает, что область 1-цикла (П1) существенно увеличилась по сравнению с областью 1-цикла на фиг.2. В частности, при входном напряжении E0<1500 B во всем диапазоне изменения напряжения задания в системе присутствует устойчивый 1-цикл. При E0>500 B и при UЗ>8 B на карте появляются области хаотических колебаний, площадь которых относительно невелика. Использование данного метода управления позволило существенно улучшить нелинейные динамические свойства системы, при этом коэффициент усиления пропорционального регулятора остался неизменным, что позволило сохранить заданную статическую ошибку Uош.Figure 3 presents a map of dynamic modes, the analysis of which shows that the region of the 1-cycle (P1) has increased significantly compared with the region of the 1-cycle in figure 2. In particular, with an input voltage E 0 <1500 V, a stable 1-cycle is present in the system over the entire range of the voltage variation of the reference. At E 0 > 500 V and at U З > 8 B, regions of chaotic oscillations appear on the map, whose area is relatively small. The use of this control method made it possible to significantly improve the nonlinear dynamic properties of the system, while the gain of the proportional controller remained unchanged, which allowed us to preserve the given static error Ush .

Моделирование наглядно показывает эффективность способа управления нелинейной динамикой непосредственного понижающего преобразователя напряжения. Использование данного способа управления позволит отказаться от параметрического синтеза при обеспечении заданных нелинейных динамических свойств системы и при этом обеспечить заданные показатели быстродействия и точности стабилизации выходного напряжения.The simulation clearly shows the effectiveness of the method of controlling the nonlinear dynamics of a direct step-down voltage converter. Using this control method will allow you to abandon parametric synthesis while providing the specified nonlinear dynamic properties of the system and at the same time provide the specified performance and accuracy of the stabilization of the output voltage.

ЛитератураLiterature

1. Batlle C. Stabilization of periodic orbits of the buck converter by time-delayed feedback / C. Batlle, E. Fossas, G. Olivar // International Journal of Circuit Theory and Applications. - 1999. - Vol.27, №3. - P.617-631.1. Batlle C. Stabilization of periodic orbits of the buck converter by time-delayed feedback / C. Batlle, E. Fossas, G. Olivar // International Journal of Circuit Theory and Applications. - 1999. - Vol. 27, No. 3. - P.617-631.

2. Кобзев, A.B. Нелинейная динамика полупроводниковых преобразователей / A.B. Кобзев, Г.Я. Михальченко, А.И. Андриянов, С.Г. Михальченко - Томск: Томск, гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2007. - 224 с.2. Kobzev, A.B. Nonlinear dynamics of semiconductor converters / A.B. Kobzev, G.Ya. Mikhalchenko, A.I. Andriyanov, S.G. Mikhalchenko - Tomsk: Tomsk, state. University of Control Systems and Radio Electronics, 2007. - 224 p.

Claims (1)

Система управления, реализуемая за счет того, что к силовой части преобразователя, выполненного на основе непосредственного понижающего преобразователя, ZC-фильтра, подключена система управления, состоящая из двух подсистем: основная подсистема, состоящая из вычитателя, формирующего разность сигнала задания и сигнала обратной связи (сигнал ошибки), масштабирующего усилителя обратной связи по напряжению, пропорционального регулятора, на вход которого подается сигнал ошибки, а выходной сигнал подается на вход компаратора, на второй вход которого поступает сигнал с генератора развертывающего напряжения, работающего синхронно с задающим генератором, что позволяет сформировать сигнал управления преобразователем, обеспечивающий стабилизацию среднего значения выходного напряжения; вспомогательная подсистема управления, отличающаяся тем, что введены аппроксиматоры на основе нейронных сетей, которые, используя текущие значения задающего напряжения, входного напряжения и сопротивление нагрузки (рассчитывает вычислитель сопротивления нагрузки), формируют задающий вектор (ток дросселя и напряжение на конденсаторе) на неподвижную точку отображения 1-цикла, вычитание из которого вектора обратных связей по переменным состояния в стробоскопические моменты времени, получаемым на выходе устройств выборки-хранения с использованием масштабирующих усилителей, реализуется с помощью вычитателей, далее результат вычитания усиливается масштабирующими усилителями и подается на вычитатель основной подсистемы управления, корректируя сигнал ошибки, тем самым обеспечивая стабилизацию проектного динамического режима (1-цикла). A control system implemented due to the fact that a control system consisting of two subsystems is connected to the power part of the converter made on the basis of a direct lowering converter, ZC filter: the main subsystem, consisting of a subtractor, which forms the difference between the reference signal and the feedback signal ( error signal), a scaling voltage feedback amplifier proportional to the controller, to the input of which an error signal is supplied, and the output signal is fed to the input of the comparator, to the second input otorrhea signal from the scanning voltage generator operating synchronously with the master oscillator, that allows to generate the inverter control signal providing stabilization of the mean value of the output voltage; auxiliary control subsystem, characterized in that approximators based on neural networks are introduced, which, using the current values of the reference voltage, input voltage and load resistance (calculates the load resistance calculator), form a reference vector (inductor current and voltage across the capacitor) to a fixed display point 1-cycle, subtraction from which the vector of feedbacks on state variables at stroboscopic time moments obtained at the output of sampling-storage devices using using scaling amplifiers, it is realized using subtractors, then the subtraction result is amplified by scaling amplifiers and fed to the subtractor of the main control subsystem, correcting the error signal, thereby stabilizing the design dynamic mode (1-cycle).
RU2013137350/07A 2013-08-08 2013-08-08 System of control of nonlinear dynamics of direct step-down voltage converter RU2552520C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013137350/07A RU2552520C2 (en) 2013-08-08 2013-08-08 System of control of nonlinear dynamics of direct step-down voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013137350/07A RU2552520C2 (en) 2013-08-08 2013-08-08 System of control of nonlinear dynamics of direct step-down voltage converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013137350A RU2013137350A (en) 2015-02-20
RU2552520C2 true RU2552520C2 (en) 2015-06-10

Family

ID=53281963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013137350/07A RU2552520C2 (en) 2013-08-08 2013-08-08 System of control of nonlinear dynamics of direct step-down voltage converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2552520C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10063143B1 (en) 2017-02-24 2018-08-28 Texas Instruments Incorporated Fixed frequency DC-DC converter

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU618827A1 (en) * 1976-04-12 1978-08-05 Предприятие П/Я Г-4677 Controllable step-down converter
GB1544255A (en) * 1975-10-20 1979-04-19 Ibm Pulse width modulated voltage regulator-converter
RU2156996C2 (en) * 1998-12-18 2000-09-27 Научно-производственный центр "Полюс" Method for control of electric power converter
RU2249842C2 (en) * 2003-05-16 2005-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр "Полюс" Limit current stabilization dc voltage pulse converter control method
RU2366067C1 (en) * 2008-04-14 2009-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" Method of controlling pulsed current stabiliser
RU88868U1 (en) * 2009-07-21 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Югорский государственный университет" ADAPTIVE CONTROL SYSTEM FOR PULSE VOLTAGE CONVERTER BASED ON THE USE OF IDENTIFICATION OF EMERGENCY MODES IN REAL TIME
KR20110120518A (en) * 2010-04-29 2011-11-04 전남대학교산학협력단 System for pwm controlling bidirectional dc/dc converter
DE102006013524B4 (en) * 2006-03-23 2012-02-02 Infineon Technologies Ag Switching converter with several converter stages
WO2012161837A3 (en) * 2011-02-28 2013-03-28 Texas Instruments Incorporated Control for switching between pwm and pfm operation in buck converter
US8410763B2 (en) * 2010-01-26 2013-04-02 Freescale Semiconductor, Inc. Controller for buck and boost converter
RU2479086C2 (en) * 2011-06-08 2013-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Югорский государственный университет" Method for identification of emergency modes of functioning of width-pulse energy converters in real-time mode
US8427126B2 (en) * 2009-11-30 2013-04-23 Semtech Corporation Digital control of PWM converters with nonlinear gain scheduling

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1544255A (en) * 1975-10-20 1979-04-19 Ibm Pulse width modulated voltage regulator-converter
SU618827A1 (en) * 1976-04-12 1978-08-05 Предприятие П/Я Г-4677 Controllable step-down converter
RU2156996C2 (en) * 1998-12-18 2000-09-27 Научно-производственный центр "Полюс" Method for control of electric power converter
RU2249842C2 (en) * 2003-05-16 2005-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр "Полюс" Limit current stabilization dc voltage pulse converter control method
DE102006013524B4 (en) * 2006-03-23 2012-02-02 Infineon Technologies Ag Switching converter with several converter stages
RU2366067C1 (en) * 2008-04-14 2009-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" Method of controlling pulsed current stabiliser
RU88868U1 (en) * 2009-07-21 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Югорский государственный университет" ADAPTIVE CONTROL SYSTEM FOR PULSE VOLTAGE CONVERTER BASED ON THE USE OF IDENTIFICATION OF EMERGENCY MODES IN REAL TIME
US8427126B2 (en) * 2009-11-30 2013-04-23 Semtech Corporation Digital control of PWM converters with nonlinear gain scheduling
US8410763B2 (en) * 2010-01-26 2013-04-02 Freescale Semiconductor, Inc. Controller for buck and boost converter
KR20110120518A (en) * 2010-04-29 2011-11-04 전남대학교산학협력단 System for pwm controlling bidirectional dc/dc converter
WO2012161837A3 (en) * 2011-02-28 2013-03-28 Texas Instruments Incorporated Control for switching between pwm and pfm operation in buck converter
RU2479086C2 (en) * 2011-06-08 2013-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Югорский государственный университет" Method for identification of emergency modes of functioning of width-pulse energy converters in real-time mode

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10063143B1 (en) 2017-02-24 2018-08-28 Texas Instruments Incorporated Fixed frequency DC-DC converter
WO2018157068A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-30 Texas Instruments Incorporated Fixed frequency dc-dc converter
US10541609B2 (en) 2017-02-24 2020-01-21 Texas Instruments Incorporated Fixed frequency DC-DC converter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013137350A (en) 2015-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saggini et al. Digital deadbeat control tuning for dc-dc converters using error correlation
US10516346B2 (en) Power converter for converting DC power to AC power with adaptive control on characteristics of load
TW201603465A (en) Control circuit, switching power supply and control method
Nizami et al. Analysis and experimental investigation into a finite time current observer based adaptive backstepping control of buck converters
Del Viejo et al. Fast control technique based on peak current mode control of the output capacitor current
US8970192B2 (en) Buck converter with comparator output signal modification circuit
RU2552520C2 (en) System of control of nonlinear dynamics of direct step-down voltage converter
JP4858020B2 (en) Control device for DC-DC converter
US8664923B2 (en) Buck converter with hysteresis correction
JP6858725B2 (en) DC / DC converter and DC / DC converter control method
US10591552B2 (en) Parameter identification circuit, method and power supply system applying the same
Priyadarshini et al. Design, modelling and simulation of a PID controller for buck boostand cuk converter
Arora et al. Effect of sampling time and sampling instant on the frequency response of a boost converter
Tedeschi et al. Repetitive ripple estimation in multi-sampling digitally controlled dc-dc converters
RU2239225C2 (en) Method for control of impulse voltage regulator
Suskis et al. Buck converter digital control system design and performance evaluation
JP6805202B2 (en) DC / DC converter and DC / DC converter control method
JP6219099B2 (en) Power converter
Jiao et al. Gain scheduling control strategy for a single-phase grid-connected inverter
EP2482433A2 (en) Switched DC/DC boost power stage with linear control-to-output conversion ratio, based on a ramp-modulated PWM generator
KR101709875B1 (en) DC-DC converter controlled in the time domain and Switching control device used therein
Risbo et al. A versatile discrete-time approach for modeling switch-mode controllers
RU2621071C1 (en) Control method for voltage pulse stabiliser
RU2549172C2 (en) Control method of non-linear dynamics of dc-to-dc converter
JP3738019B2 (en) Switching power supply controller and switching power supply

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150809