面向SI-SIDO降压变换器的非线性分层控制策略研究

《Scientific Reports》：Intelligent hierarchical control for SI-SIDO buck converters

　　

摘要

本文描述了一种适用于单电感单输入双输出（SI-SIDO）DC–DC降压变换器的非线性控制策略。为了在共享同一电感的同时有效调节多个输出，本文提出了一种分层控制架构，从而实现双输出系统的协调控制。所提出的自适应控制框架确保了两个输出端口的精确电压调节，同时明确解决了SI-SIDO变换器固有的交叉调节和交叉耦合问题。通过在分层结构中解耦不同层级的控制目标，所提出的方法提升了动态性能，并改善了负载变化和参考值变化条件下的稳态电压跟踪能力。通过全面的仿真研究，在不同工作点对所提出的非线性分层控制器的有效性进行了评估。此外，利用dSPACE DS1104平台进行了大量的实验验证，仿真结果得到证实，展示了所提出控制方案具有快速输出跟踪、优越的调节性能、鲁棒性和实际可行性。