Buk变换器参数辨识的分析

    由所得到的过程参数估计值可以计算出需要辨识的参数值如下：

2.2    Buck电路参数辨识实验

    实验系统的方框图如图3所示，通过PCI9810高速数据采集卡，将经过信号调理的Buck电路的电感电流、输出电压和控制脉冲信号采集进入PC中，在PC中进行数据处理和参数辨识的工作。

图3    实验系统框图

    实验环境如下所述。输入电压值在30V左右，开关频率维持在20kHz，采样频率是3MHz，采集点数是400点，电容（C）值是302μF，电感（L）值是437μH，电容ESR是0.198Ω，负载电阻值分别取2.1，6.4，8.5，12.2，14.7，21.1，33.5，48.1Ω，占空比的范围是0.1到0.9，每隔约0.1取一个值，电路运行在CCM或DCM的工作模式下，在每一组实验环境数据下做5次实验，总共做了200次实验。图4、图5分别列出CCM和DCM的信号波形图。其中，图4（a）的实验条件为占空比0.7，负载电阻值为12.2Ω，电路工作在CCM模式，图4（b）所示的波形是输出电压纹波放大图；图5（a）的实验条件为占空比0.32，负载电阻值为48.1Ω，电路工作在DCM模式，图5（b）所示的波形是输出电压纹波放大图。

1－输出电压波形（5V/div）    3－电感电流波形（0.5A/div）

（a）信号波形图

（b）电压纹波放大图（0.5V/div）

图4    CCM工作模式下波形

1－输出电压波形（2V/div）    3－电感电流波形（0.2A/div）

（a）信号波形图

（b）电压纹波放大图（0.2V/div）

图5    DCM工作模式下波形

    各辨识参数的误差统计如表1所列。由表1中可以看出，辨识误差大部分落在6％以内，因此，这一辨识方法还是相当有效的，可以比较准确地估计出参数值。

表1    误差统计表 　 L C Rc R 0～1％ 20.5％ 8.5％ 9％ 8％ 1％～2％ 24.5％ 9.5％ 16.5％ 17.5％ 2％～3％ 21％ 18.5％ 18％ 18.5％ 3％～4％ 14.5％ 21％ 15.5％ 20.5％ 4％～5％ 10.5％ 26.5％ 22％ 18.5％ 5％～6％ 9％ 16％ 19％ 14％ 6％～6.17％ 0 0 0 3％

3    结语

    本文对Buck电路的参数进行了辨识。对于运行在两种工作模式下的Buck电路，这种方法都是适用的。该方法准确性较高并可以实现参数的在线辨识，为Buck电路的参数性故障诊断提供了一种可行的方法。它可集成于电力电子监控及故障诊断系统，从而实现系统参数的在线辨识和故障的预知诊断。

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