Boost型DC／DC变换器的预测无差拍控制器设计

线性外插法的预测方式可表示为：
ipre=2iB1T2-iB1T1，upre=2uB1T2-uB1T1 (3)
该方法需采样两个电流值进行预测，考虑到延迟，在采样第二个值后已经不能计算当前周期的占空比，这决定了每个控制节拍必须包含两个开关周期。
3．2 控制策略
预测电压经过PI控制器得到控制电流，根据控制电流与预测电流之间的误差就可计算出下个节拍的占空比。Boost变换器电感两端的电压在开关导通期间为Uin，在开关关断期间为U-Uin，因此，经过两个相同占空比的周期，电感电流的变化量为：

与经典的峰值电流模式控制相比，预测无差拍控制可在两个开关周期内将电流调整到控制量，提升了动态响应速度；此外，采用前缘调制的变换器不存在次谐波振荡的问题，节省了斜率补偿设计；最后，线性外插的预测方法不仅计算量小，便于变换器的数字方式实现，而且对系统参数不敏感，具有很好的鲁棒性。

4 电压环控制设计
电流模式通过对电感电流的控制，改变了系统的极点，受控对象的传输函数由二阶变成了一阶，因此电压环的补偿变得简单，一般采用经典的PI控制。应用在Boost变换器中的无差拍控制结构如图3所示。

图中，用线性外插法得到预测电流和预测电压，用预测电流与控制电流的误差计算下个控制节拍的占空比。环路中各模块的传输函数为：G1(s)为从i到U的传输函数，G1(s)=(1-d)(-sLeq+R)／(RCs+2)；G2(s)为ic到i的传输函数，G2(s)≈1；H(s)为PI控制的传输函数，H(s)=(KpTis+Kp)／(Tis)；

由于电压环包括：电压预测器、PI控制器、采样器和变换器，因此其开环传输函数为：
L(s)=Hs(s)Hpre1(s)H(s)G1(s) (6)