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DC-DC变换器在工业、家用电子、船舶和航天领域都有很广泛的应用,随着适用领域的不断扩大,对负载多变的适应性以及变换器输出响应的快速性和准确性要求越来越高,因此使用合理的控制方法来保证变换器输出准确且稳定,同时具有良好的动态性能引起了人们的关注。现如今广泛使用的PI控制策略,虽然可以使系统具有良好的稳态性能,并且算法简单易于实现,但在负载突变以及输入电压波动等工况下无法满足其快速准确的要求。本文以变换器能量平衡角度为切入点,设计了一种新型的控制器参数整定方法,即基于能量平衡的参数自整定PI控制策略。本文首先对DC-DC变换器主电路拓扑结构进行设计,以Buck变换器为例设计了电压单闭环PI控制系统,考虑到DSP编程中实际采用增量式算法,在仿真环境下搭建了增量式PI控制器仿真模型,并进行仿真验证。而后本文详细分析了DC-DC变换器运行过程中输入能量、储能元件吸收和释放能量以及负载消耗能量之间的能量流动过程,在此基础上设计了利用期望能量和实际能量的差值对控制参数进行整定的控制策略,将参数模糊自整定两个输入简化成能量差值的单输入,大大减少了控制规则的条数使控制策略更易于实现。在此基础上利用输入变量是能量差值、输出变量是参数调整系数的分段函数对参数模糊自整定过程进行简化,同时以输出响应调节时间最短为目标,分别对控制器参数与调节时间进行函数曲线拟合,得到了调节时间最短的一组K_P和K_I极小值。在仿真环境下建立基于能量平衡的参数自整定控制策略的仿真模型,实验验证了该参数整定方法的可行性与优越性,并与采用优化后参数的增量式PI控制器从启动性能和动态性能两方面进行对比。最后,搭建了基于DSP28335的DC-DC变换器控制系统的硬件实验平台,并编写了实验中所需DSP程序,完成了增量式PI控制和基于能量平衡的参数自整定控制下系统的启动、负载突变和给定电压突变实验,验证了该整定方法的可行性和正确性,并通过实验数据对比得出其在启动和动态性能方面的优越性。