联后的两端分别连接U3A的输入负端和U3A的输出端，所述R12的一端作为第三惯性环节 电路的输入端，所述R12的另一端连接所述U3A的输入负端，所述U3A的输入正端接地，所 述U3A的输出端作为第三惯性环节电路的输出端； 所述第三惯性环节电路的输入端与所述电压采集模块的输出电压队相连接； 所述第四惯性环节电路包括电阻R14、R15,电容C5,运算放大器U3B ;所述R15与C5并 联后的两端分别连接U3B的输入负端和U3B的输出端，所述R14的一端作为第四惯性环节 电路的输入端，所述R14的另一端连接所述U3B的输入负端，所述U3B的输入正端接地，所 述U3B的输出端作为第四惯性环节电路的输出端； 所述第四惯性环节电路的输入端与所述第三惯性环节电路的输出端相连接； 所述比例微分环节电路包括电阻R16、R17,电容C6,运算放大器U4A ;所述R16与所述 C6并联后的一端作为比例微分环节电路的输入端，所述R16与所述C6并联后的另一端连接 U4A的输入负端，所述R17的两端分别连接所述U4A的输入负端和输出端，所述U4A的输入 正端接地，所述U4A的输出端作为比例微分环节电路的输出端； 所述比例微分环节电路的输入端与所述第四惯性环节电路的输出端相连接； 所述加法电路包括电阻1?18、1?19、1?20，运算放大器冊8;所述1?18的一端作为加法电路 的第一输入端，所述R18的另一端连接所述U9B的输入负端，所述R19的一端作为加法电路 的第二输入端，所述R19的另一端连接所述U9B的输入负端，所述R20的两端分别连接U9B 的输入负端和输出端，所述U9B的输入正端接地，所述U9B的输出端作为加法电路的输出 端； 所述加法电路的第一输入端连接所述比例微分环节电路的输出端，所述加法电路的第 二输入端连接所述电压采集模块的输出电压^，所述加法电路的输出端为所述第二串联模 块的输出端。
4. 根据权利要求1所述的基于扰动观测的Boost电路装置，其特征在于， 所述比较模块包括电阻1?30、1?31、1?32，运算放大器以8;所述1?30的一端作为比较模块 的第一输入端，所述R30的另一端连接所述U4B的输入负端，所述R31的一端作为比较模块 的第二输入端，所述R31的另一端连接所述U4B的输入负端，所述R32的两端分别连接U4B 的输入负端和输出端，所述U4B的输入正端接地，所述U4B的输出端作为比较模块的输出 端； 所述比较模块的第一输入端连接所述第一串联模块的输出端，所述比较模块的第二输 入端连接所述第二串联模块的输出端，所述比较模块的输出端作为所述扰动观测器的输出 端。
5. 根据权利要求1所述的基于扰动观测的Boost电路装置，其特征在于， 所述补偿1模块包括电阻R33、R34、R35、R36,运算放大器U5A ;所述R33的一端作为 补偿1模块的第一输入端，所述R33的另一端连接所述U5A的输入正端，所述R34的一端作 为补偿1模块的第二输入端，所述R34的另一端连接U5A的输入负端，所述R35的一端连接 U5A的输入正端，所述R35的另一端接地，所述R36的两端分别连接U5A的输入负端和输出 端，所述U5A的输出端作为补偿1模块的输出端； 所述补偿1模块的第一输入端与所述控制器模块的输出端相连接，所述补偿1模块的 第二输入端与所述扰动观测器的输出端相连接，所述补偿1模块的输出端分别与所述PWM 发生模块和所述第一串联模块的输入端相连接。
6. 根据权利要求1所述的基于扰动观测的Boost电路装置，其特征在于， 所述补偿2模块包括电阻R21、R22、R23,电压源V5,运算放大器U5B ;所述R21的一端 接地、所述R21的另一端连接所述U5B的输入负端，所述R22的一端连接所述V5的正极、所 述R22的另一端连接所述U5B的输入负端，所述R23的两端分别连接所述U5B的输入负端 和输出端，所述U5B的输入正端和所述V5的负极相连接并接地，所述U5B的输出端作为所 述补偿2模块的输出端； 所述补偿2模块的输出端与所述第一串联模块的输入端相连接。
7. 根据权利要求1所述的基于扰动观测的Boost电路装置，其特征在于， 所述Boost电路模块包括8V直流电压源VI，电感L，电容C，二极管Dl，MOSFET管Ql， 以及电阻Rl、R ;所述VI，L，Dl和R依次相串联组成一个回路，所述Ql的漏极D与所述Dl 的正端相连接，所述Ql的源极S与所述Vl的负端相连接并接地，所述C和所述Rl串联后 的两端分别连接所述Dl的负端和所述Vl的负端。
8. 根据权利要求1所述的基于扰动观测的Boost电路装置，其特征在于， 所述PWM发生模块包括比较器U2A，受控电压源V3,电阻R8、R9、R10、R11，锯齿波信号 源V4 ;所述Rll的一端与所述U2A的输入正端连接，所述Rll的另一端与所述补偿1模块 的输出端相连接，所述RlO的一端与所述U2A的输入负端相连接，所述RlO的另一端与所述 锯齿波信号源V4的正端相连接，所述V4负端接地，所述V3的输入正端与所述U2A的输出 端相连接，所述V3的输入负端与所述U2A的电源负端相连接并且接-9V电压，所述R9 -端 连接U2A的电源正端并且接9V电压，所述R9另一端连接U2A的输出端，所述R8的一端与 所述MOSFET管Ql的栅极G相连接，所述R8的另一端与所述V3的输出正端相连接，所述V3 的输出负端与所述MOSFET管Ql的源极S相连接。
9. 根据权利要求1所述的基于扰动观测的Boost电路装置，其特征在于， 所述电压采集模块包括电阻R3和R4 ;所述R3与所述R4串联后与所述电阻R相并联， 所述R3与R4之间的连线上引出所述电压采集模块的输出电压U。。
10. 根据权利要求1所述的基于扰动观测的Boost电路装置，其特征在于， 所述PID控制模块包括电阻R5、R6、R7,电容C2、C3,电源V2,运算放大器UlA ;所述电 容C2和电阻R6并联后的一端与电阻R5的一端连接，所述电容C2和电阻R6并联后的另一 端接入运算放大器UlA的输入负端，所述电阻R7和电容C3串联后的两端分别连接运算放 大器UlA的输入负端和输出端，所述电源V2的正端连接运算放大器UlA的输入正端，所述 电源V2的负端接地，所述电阻R5的另一端作为PID控制模块的输入端并且与电压采集模 块的输出电压^连接，所述运算放大器UlA的输出端作为所述控制器模块的输出端。
【专利摘要】本发明公开了一种基于扰动观测的Boost电路装置，包括Boost电路模块、电压采集模块、控制器模块、补偿1模块、补偿2模块、扰动观测器模块和PWM发生模块，所述补偿1模块用于把扰动观测器模块估计的扰动值作为补偿量，对控制器模块输出信号进行补偿；所述补偿2模块用于补偿扰动的观测值与实际值之间的误差。所述基于扰动观测的Boost电路装置采用常用控制算法来设计反馈控制器，结合扰动观测器观测Boost中的扰动，将得到的扰动估计值作为前馈补偿到输入端，与常用控制算法形成反馈加前馈的复合控制方案。本发明所提方法既不需要改变原有的反馈控制器，又能显著的提高控制效果，设计方法简单，容易实现。
【IPC分类】H02M3-156
【公开号】CN104852576
【申请号】CN201510205624
【发明人】马莉, 徐媚媚, 丁世宏, 王加典
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月27日