滑模變結(jié)構(gòu)控制VSS(Variable-Structure Control System with sliding Modes)，是一種非線性理論，對具有不確定動態(tài)特性的非線性系統(tǒng)而言，這種控制策略能使系統(tǒng)沿設(shè)計的“滑動模態(tài)”軌跡運動。該結(jié)構(gòu)具有算法簡單、對模型要求低、閉環(huán)系統(tǒng)對干擾信號以及控制對象本身的攝動魯棒性強等特點[1]。近十年來，已得到控制界的廣泛關(guān)注及實際應(yīng)用[2]。
    電力電子開關(guān)變換器的電路本質(zhì)是離散、耦合的、動態(tài)的非線性系統(tǒng)，現(xiàn)在大部分開關(guān)變換器采用線性化的控制技術(shù)，控制規(guī)律采用PI控制。但PI控制對系統(tǒng)參數(shù)變化比較敏感，特別是開關(guān)變換器帶非線性負載時響應(yīng)速度慢，波形易發(fā)生畸變[3]。隨著人們對開關(guān)變換器性能的要求逐漸提高，非線性系統(tǒng)的線性控制難以滿足要求。而滑模變結(jié)構(gòu)控制對開關(guān)變換器非線性具有天然的適用性。因此，本文以Buck變換器為研究對象，利用滑模變結(jié)構(gòu)理論對其進行控制分析。其分析方法也可推廣到其他開關(guān)變換器中。
1 VSS的基本問題
    要實現(xiàn)VSS，必須滿足以下條件[1]：
 
   VSS的動態(tài)響應(yīng)可分為正常運動段和滑模運動段。因此VSS的設(shè)計主要包括兩方面內(nèi)容:選擇合適的滑模面s(x)；尋找合理的控制函數(shù)u⁺(x)和u^-(x)。
2 Buck變換器的VSS分析
2.1  Buck變換器的基本拓撲結(jié)構(gòu)
    圖1為Buck變換器的拓撲圖，根據(jù)全控型電力電子器件的導通與否，系統(tǒng)具有兩種工作模式，即電感電流連續(xù)模式及電流斷續(xù)模式[4]。本文以電感電流工作在連續(xù)模式下，分析其工作過程。假設(shè)各電子元器件均為理想器件,取x1=iL,x2=uo，則Buck變換器的狀態(tài)空間方程為：

    本文應(yīng)用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，對非線性的Buck系統(tǒng)進行控制分析。仿真結(jié)果表明，相對于常規(guī)線性控制，滑模變結(jié)構(gòu)控制方法具有響應(yīng)速度快、跟隨性能好、抗干擾能力強的特點。文中推導的廣義滑模區(qū)域條件及等效控制條件對Buck滑模變結(jié)構(gòu)控制提供了一定的理論指導。
參考文獻
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[5]     王兆安，黃俊. 電力電子技術(shù)[M]. 北京: 機械工程出版社,2000.