??1 引言 ??DC/DC變換器是一種強非線性電路，電路的電氣參數存在不確定性，負載性質也是多變的，主電路的性能必須滿足負載大范圍的變化，同時它還具有離散和變結構的特點，所有這些使DC/DC變換器控制器的設計較為復雜。由于傳統的控制方法是基于線性系統理論，所以，應用于DC/DC變換器中并不能獲得理想的動態性能。 ??有兩種途徑可以不利用線性系統理論。一種是建立一種精確的非線性模型，但是，這種方法需要復雜的數學推導，經常導致復雜的控制算法，而不適合實際應用。另一種方法是把的啟發式推理規則用于學習控制系統，即智能控制，它不需要建立精確的數學模型，并且對于電路參數變化具有良好的魯棒性。 ??2 智能控制 ??智能控制是控制理論發展的高級階段，它的建立和發展是以眾多新興學科為基礎的。智能控制的基本出發點是仿人的智能實現對復雜不確定性系統進行有效的控制。目前智能控制設計的途徑有： ??1）基于專家系統的專家智能控制； ??2）基于模糊推理和計算的模糊控制； ??3）基于人工神經網絡的神經網絡控制； ??4）基于信息論，遺傳算法和以上三種算法的集成型智能控制。 ??本文將重點討論模糊控制，神經網絡控制以及模糊神經網絡控制在DC/DC變換器中的應用。 ??3 模糊控制在DC/DC變換器中的應用 ??模糊控制是應用模糊集合理論的控制方法，提供一種實現基于知識（規則）的，甚至語言描述的控制規律的新機理，例如：如果輸出電壓誤差是正的，并且它的變化率是負的，那么輕微減少占空比等等。所以，模糊控制設計方法比較簡單。雖然，相對于傳統控制器，模糊控制通常不能提供更好的小信號響應，但是，它是基于啟發式推理規則的，在非線性的DC/DC變換器中應用是非常容易的。 ??模糊控制的基本思想是基于專家經驗和領域知識，總結出若干條以IF（條件）THEN（作用）形式表示的模糊控制規則，構成描述具有不確定性復雜對象的模糊關系，通過被控系統輸出誤差及誤差變化和模糊關系的推理合成獲得控制量，從而對系統進行控制。 ??模糊控制采用帶修正因子的模糊控制器，其控制規則為 ??μ（k）=ε（k）＋（1－α）εc（k） ??式中：μ（k）為輸出與測量值之差； ??εc（k）為給定值與測量值之差，εc（k）=ε（k）－ε（k－1）為誤差變化率； ??α為加權修正因子，在0～1之間取值。 ??通過調整加權系數，就可對控制規則進行修正。以α作為調整參數是很方便的，因為，α取值大小直接影響著被控量誤差和誤差變化率的加權程度，當被控對象數學模型的階次較高時，對誤差變化率的加權應大于誤差的加權值，因而α可取較小值，反之亦然。 ??模糊控制框圖如圖1所示。模糊控制器被分為4個部分： ??1）模糊化，即將輸入值轉化為模糊量； ??2）知識庫，通常由數據庫和模糊控制規則庫組成； ??3）模糊推理，它是模糊控制器的核心，具有模擬人的，基于模糊概念的推理能力，該推理過程是基于模糊邏輯中的蘊涵關系及推理規則來進行的； ??4）非模糊化，即將模糊推理得到的模糊量變換為實際用于控制的精確量。 ?? ??圖1 模糊控制框圖 ??3.1 模糊控制在DC/DC變換器反饋控制中的應用 ??DC/DC變換器的模糊控制框圖如圖2所示。 ?? ??圖2 DC/DC變換器的模糊控制框圖 ??圖中DC/DC變換器用一個黑箱表示，其上有四個端子，分別接輸入電壓us，輸出電壓uo，電感電流iL和控制開關S。其中只有輸出電壓和電感電流送入了模糊控制器。 ??模糊控制規則基于以下幾條標準： ??1）當變換器的輸出遠離設置點時，大幅度調整占空比，以使輸出快速回到設置點； ??2）當變換器的輸出接近設置點時，可以稍微調整一下占空比； ??3）當變換器的輸出在設置點附近并且快速接近它時，應當保持占空比不變，以防止有超調量； ??4）當變換器的輸出到達了設置點并且仍在變化時，稍微變化占空比以防止輸出遠離設置點； ??5）當輸出到達了設置點并保持穩定時，占空比保持不變； ??6）當輸出超過了設置點，應減小占空比，反之亦然。 ??通常同樣的模糊控制規則可以應用在幾種不同類型的DC/DC變換器中，只是一些比例因子要根據變換器的不同拓撲和參數做相應的調整。 ??文獻［1］把模糊控制應用于Cuk變換器的電壓反饋中，但只利用了輸出電壓和它的變化率，沒有考慮電感電流，雖然與PID控制相比其輸出電壓波動小于PID控制，并且具有較快的瞬態響應，但是，動態性能還是不夠理想。 ??文獻［2］分別把模糊控制應用于Buck-Boost和Sepic變換器中，模糊控制器利用了三個輸入變量：輸出電壓誤差εu；電感電流誤差εi；電感電流iL。相對于只利用輸出電壓變量的模糊控制器來說，動態性能更令人滿意。同時，通過仿真證明了模糊控制與傳統控制方法具有同樣快和穩定的小信號響應，并且改進了大信號響應性能。 ??3.2 模糊控制在主從均流控制的并聯DC/DC變換器中的應用 ??利用主從控制方法并聯工作的變換器具有大量的控制環，所以，很難得到系統的實際模型。傳統的控制方法是基于簡單平均化的線性模型，在負載大范圍變化和存在干擾的情況下，則得不到很好的動態響應。模糊控制方法克服了建立復雜模型的困難，因此，可以應用于實際工程中，并且用數字和模擬方法都可以實現。 ??文獻［3］把模糊控制引入到均流環中，可以得到快速且魯棒性強的瞬態響應。把經過PD控制的均流誤差送入模糊控制器，利用PID控制的結果得出模糊推理規則，仿真結果表明負載分別為額定負載的50％和90％時，瞬態響應良好。