滑模变结构控制理论是解决非线性系统控制问题很好的一种方法,已经形成了一整套综合系统的独立理论,包括滑动模态的设计方法,控制器的各种综合方法,系统的稳定性分析,系统的到达条件等。滑模变结构控制本质上是一种开关型控制,要求频繁,快速的切换系统的控制状态,而电力电子开关器件的唯一工作模式便是“开-关”模式,两者共同的特点是利用滑模变结构方法控制电力电子变换器的基础。采用滑模变结构控制的变换器具有稳定范围宽、动态响应快、鲁棒性强、控制实现简单等优点,成为研究的热点。 本文对滑模变结构控制在电力电子变换器中的应用做了深入细致的研究,系统分析了单相全桥逆变器、三相整流器和直流斩波变换器的滑模变结构控制策略应用问题。对单相全桥逆变器首先讨论传统的正弦PWM波形调制的基本原理,说明其动态性能不好,引出滑模变结构控制,讨论其滑动模态的存在性与到达条件,最后用matlab/simulink进行仿真验证其理论的有效性。 三相PWM整流器功率因数校正实现的关键在于如何得到与输入电压同相位的输入电流,同时要保证当负载变化时,输出电压能够迅速地跟踪参考值并且稳定下来。首先我们根据六开关三相boost型整流器的物理模型,分别建立了以电感电流和电容电压为状态向量的数学方程,然后把静止三相坐标转换到旋转d-q坐标下通过对电压外环的滑模控制得到电流内环的参考值,然后根据空间向量法实现。 直流斩波控制器,则根据最典型的buck和boost电路建立数学模型,其控制目的是使输出电压跟踪给定电压。首先选择输出电压误差作为滑模面,讨论其为非最小相系统,运动不稳定；然后选择参考电感电流误差作为滑模面,经过讨论认为其为最小相系统,运动稳定,然后作出仿真研究,观察该控制方法存在着静态误差,最后引入输出电压误差的积分控制方法解决该问题。 最后通过boost电路的一些硬件的设计作出实验的研究。