滑模理论到应用——Buck变换器的滑模控制实现

在上一篇的博文中，我介绍了常规滑模控制的理论及其实现，相信大部分的同学看了应该是可以明白，但是很多同学在学习过程中都会遇到一种理论到应用转化的困难，因此，本文将以Buck变换器为例进行滑模控制的设计说明。

注：本文只是起到抛砖引玉的作用，关于如何把滑模控制的性能做的更好，还需要各位自己多阅读相关文献。

首先，buck电路的基本结构如下：

在实际的buck控制中我们通常以输出端电压作为被控的对象，再结合上一章提到的滑模理论，我们首先定义滑模面：

式中，

其中，表示期望的电压，表示采样系数。

由滑模的产生条件：

则滑模的控制率可以设计为

考虑到实际过程中运行的频率限制，我们通常采用滞环控制的形式，即

式中，是滞环宽度。则Buck电路的滑模控制框图可以概括为

值得一提的是滑模控制中的参数a会影响系统的动态响应能力，通常增加a可以提高系统的响应速度，通常为了使得系统能够快速到达滑模面，a的选取应该要大于。

最后为了验证我们的理论我们在Simulink下搭建了相应仿真，首先给出了负载突变的仿真结果。从结果可以发现设计的滑模控制几乎没有超调而且，负载突变时候也是脉动很小，且稳态误差还有0.1V不到，性能非常好

接下来我们给出参考电压突变的情况仿真，同样性能堪称完美，这也是滑模控制的优势之一，动态响应性能非常好。