boost變換器建模及其非線性控制方法(編輯修改稿)
2025-05-11 13:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Moler主持開發(fā)了各類數(shù)學(xué)分分析的子模塊，撰寫用戶指南和大部分的M文件。自從第1版發(fā)行以來，已有眾多的科技工作者加入到MATLAB的開發(fā)隊(duì)伍中，并為形成今天約MATLAB系統(tǒng)做出了巨大的貢獻(xiàn)。MATLAB以商品形式出現(xiàn)后，僅短短幾年，就以其良好的開放性和運(yùn)行的可靠性，使原先控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包（如英國的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德國的KEDDC）紛紛淘汰，而改以MATLAB為平臺(tái)加以重建。在時(shí)間進(jìn)入20世紀(jì)九十年代的時(shí)候，MATLAB已經(jīng)成為國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。 到九十年代初期，在國際上30幾個(gè)數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中，MATLAB在數(shù)值計(jì)算方面獨(dú)占鰲頭，而Mathematical和Maple則分居符號(hào)計(jì)算軟件的前兩名。MathCAD因其提供計(jì)算、圖形、文字處理的統(tǒng)一環(huán)境而深受中學(xué)生歡迎。Math ，出現(xiàn)了以下幾個(gè)重要變化：1. 推出了SIMULINK。這是一個(gè)交互式操作的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境。它的出現(xiàn)使人們有可能考慮許多以前不得不做簡化假設(shè)的非線性因素、隨機(jī)因素，從而大大提高了人們對(duì)非線性、隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)知能力。2. 開發(fā)了與外部進(jìn)行直接數(shù)據(jù)交換的組件，打通了MATLAB進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、處理和硬件開發(fā)的道路。3. 推出了符號(hào)計(jì)算工具包。1993年Math Works公司從加拿大滑鐵盧大學(xué)購得Maple的使用權(quán)，以Maple為“引擎”開發(fā)了Symbolic Math Toolbox 。Math Works公司此舉加快結(jié)束了國際上數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算孰優(yōu)孰劣的長期爭(zhēng)論，促成了兩種計(jì)算的互補(bǔ)發(fā)展新時(shí)代。4． 構(gòu)造了Notebook。Math Works公司瞄準(zhǔn)應(yīng)用范圍最廣的Word，運(yùn)用DDE和OLE，實(shí)現(xiàn)了MATLAB與Word的無縫連接，從而為專業(yè)科技工作者創(chuàng)造了圖形可視、文字處理于一體的高水準(zhǔn)環(huán)境。MTALAB系統(tǒng)由五個(gè)主要部分組成，下面分別加以介紹。MATALB語言體系：MATLAB是高層次的矩陣／數(shù)組語言．具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z言特性。利用它既可以進(jìn)行小規(guī)模端程，完成算法設(shè)計(jì)和算法實(shí)驗(yàn)的基本任務(wù)，也可以進(jìn)行大規(guī)模編程，開發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用程序。MATLAB工作環(huán)境：這是對(duì)MATLAB提供給用戶使用的管理功能的總稱．包括管理工作空間中的變量據(jù)輸入輸出的方式和方法，以及開發(fā)、調(diào)試、管理M文件的各種工具。圖形句柄系統(tǒng)：這是MATLAB圖形系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包括完成2D和3D數(shù)據(jù)圖示、圖像處理、動(dòng)畫生成、圖形顯示等功能的高層MATLAB命令，也包括用戶對(duì)圖形圖像等對(duì)象進(jìn)行特性控制的低層MATLAB命令，以及開發(fā)GUI應(yīng)用程序的各種工具。MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫：這是對(duì)MATLAB使用的各種數(shù)學(xué)算法的總稱．包括各種初等函數(shù)的算法，也包括矩陣運(yùn)算、矩陣分析等高層次數(shù)學(xué)算法。 MATLAB應(yīng)用程序接口(API)：這是MATLAB為用戶提供的一個(gè)函數(shù)庫，使得用戶能夠在MATLAB環(huán)境中使用c程序或FORTRAN程序，包括從MATLAB中調(diào)用于程序(動(dòng)態(tài)鏈接)，讀寫MAT文件的功能。 可以看出MATLAB是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的系統(tǒng)，是集數(shù)值計(jì)算、圖形管理、程序開發(fā)為一體的環(huán)境。除此之外，MA丁LAB還具有根強(qiáng)的功能擴(kuò)展能力，與它的主系統(tǒng)一起，可以配備各種各樣的工具箱，以完成一些特定的任務(wù)。用戶可以根據(jù)自己的工作任務(wù)，開發(fā)自己的工具箱。 在歐美大學(xué)里，諸如應(yīng)用代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制、數(shù)字信號(hào)處理、模擬與數(shù)字通信、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等課程的教科書都把MATLAB作為內(nèi)容。這幾乎成了九十年代教科書與舊版書籍的區(qū)別性標(biāo)志。在那里，MATLAB是攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本工具。 在國際學(xué)術(shù)界，MATLAB已經(jīng)被確認(rèn)為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軟件。在許多國際一流學(xué)術(shù)刊物上，（尤其是信息科學(xué)刊物），都可以看到MATLAB的應(yīng)用。 在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門，MATLAB被認(rèn)作進(jìn)行高效研究、開發(fā)的首選軟件工具。如美國National Instruments公司信號(hào)測(cè)量、分析軟件LabVIEW，Cadence公司信號(hào)和通信分析設(shè)計(jì)軟件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB為主要支撐。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各種硬卡、儀器等都接受MATLAB的支持。 MATLAB語言簡介MATLAB語言是一種交互性的數(shù)學(xué)腳本語言，其語法與C/C++類似。它支持包括邏輯（bole）、數(shù)值（numeric）、文本（text）、函數(shù)柄（function handle）和異質(zhì)數(shù)據(jù)容器（heterogeneous container）在內(nèi)的15種數(shù)據(jù)類型，每一種類型都定義為矩陣或陣列的形式（0維至任意高維）。執(zhí)行MATLAB代碼的最簡單方式是在MATLAB程序的命令窗口（Command Window）的提示符處（ ）輸入代碼，MATLAB會(huì)即時(shí)返回操作結(jié)果（如果有的話）。此時(shí), MATLAB可以看作是一個(gè)交互式的數(shù)學(xué)終端，簡單來說，一個(gè)功能強(qiáng)大的“計(jì)算器”。，然后在命令窗口或其它函數(shù)中直接調(diào)用[11]。MATLAB語言具有下述顯著特點(diǎn)：1．具有強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算能力：Matrix Laboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室），使得矩陣運(yùn)算非常簡單。2．是一種演算式語言3．MATLAB的基本數(shù)據(jù)單元是既不需要指定維數(shù)，也不需要說明數(shù)據(jù)類型的矩陣（向量和標(biāo)量為矩陣的特例），而且數(shù)學(xué)表達(dá)式和運(yùn)算規(guī)則與通常的習(xí)慣相同。4．MATLAB語言編程簡單，使用方便。 MATLAB的主要功能1. 基本的數(shù)據(jù)處理2. 優(yōu)化和解方程3. 動(dòng)態(tài)過程仿真：實(shí)時(shí)的和非實(shí)時(shí)的4. 數(shù)據(jù)來源：Excel、數(shù)據(jù)庫、A/D等等5. 嵌入式的控制：Pc/104和DSP6. 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、小波分析、GA等等7. 虛擬現(xiàn)實(shí)仿真 BOOST變換器的工作原理Boost變換器又稱為升壓變換器、并聯(lián)開關(guān)電路、三端開關(guān)型升壓穩(wěn)壓器 線路組成線路由開關(guān)S、電感L、電容C組成，完成把電壓Vs升壓到Vo的功能[12]。(a)Boost變換器原理圖（b）由晶體管和二極管組成的Boost電路 Boost變換器分解圖 工作原理當(dāng)開關(guān)S在位置a時(shí)，(a)所示電流iL流過電感線圈L，電流線性增加，電能以磁能
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