Modelling of a DC-DC Buck Converter Using Long-Short-Term-Memory (LSTM)
本文提出基于循环非线性自回归外生神经网络（LSTM）的黑箱建模方法，利用Buck变换器电流电压数据训练网络，并通过仿真与实验验证了其对DC-DC变换器静态和动态行为模拟的实用性与精确性。
2025-05-09 cs.SY eess.SY
Modelling and Control of a Buck Converter Using State-Space Averaging and Classical Feedback Techniques
本研究基于状态空间平均法建立DC-DC buck变换器模型，通过频域PI控制实现电压调节，仿真验证了该反馈系统在宽输入电压下的鲁棒性。
2025-07-12 cs.SY eess.SY
Design and Realization of a Novel Buck-Boost Phase-Modular Three-Phase AC/DC Converter System with Low Component Number
本文提出一种由三套反相升降压DC-DC变换器并联构成的新型低元件数相模块化双向三相AC/DC变换器，研究其拓扑特性与性能极限，并通过硬件原型验证了其工作原理及高效、高功率密度的性能优势。
2023-11-25 cs.SY eess.SY
Programmable Multi-input Buck-Boost Converter for Photovoltaics Arrays
本文提出一种可编程多输入buck-boost变换器结构，通过编程有源开关灵活改变PV面板连接并实现最大功率点跟踪，仿真验证了其在复用功能、宽工作范围和低开关应力方面的优越性能。
2024-06-03 cs.SY eess.SY
Active Disturbance Rejection Control Design with Suppression of Sensor Noise Effects in Application to DC-DC Buck Power Converter
在实际应用中，高频测量噪声会限制自抗扰扰动抑制控制（ADRC）算法的性能。在这项工作中，这个问题是通过转换的高增益扩展状态观测器（ESO），这是自抗扰控制器的固有元素，到一个新的级联观测器结构。在DC-DC降压功率转换器系统上进行的一组实验表明，与传统方法相比，新的级联ESO设计有效地抑制了传感器噪声过度放大的不利影响，同时提高了估计/控制性能。此外，还分析了转换器输出端采用低通滤波器的设计，这是工业应用中降低测量噪声的常用技术。
2021-02-04 cs.SY eess.SY
Deep Reinforcement Learning-Based Control Strategy with Direct Gate Control for Buck Converters
本文提出一种基于深度强化学习的Buck变换器直接门极控制方法，通过神经网络直接生成门极信号以实现电压调节，仿真表明该方法响应更快、鲁棒性更强，优于传统PWM控制。
2025-09-18 cs.SY eess.SY
Design of Non-Inverting Buck-Boost Converter for Electronic Ballast Compatible with LED Drivers
本文介绍了双开关同相降压-升压变换器（CBB）的设计与控制。该转换器旨在简化电子镇流器与简单低成本LED驱动器的兼容性。该转换器提供电子镇流器的启动电压和电流限制，其工作在连续导通模式（CCM）。通过调节PWM调节器的占空比来控制负载端的电压。虽然两个转换器开关被单独控制，但是需要一个反馈控制回路来获得期望的补偿器水平。通过CBB的小信号模型分析变换器传递函数的开环特性，确定了合适的控制要求，从而确定了控制策略，并分析了闭环控制系统的稳定性和性能。为了获得期望的输出电压，III型有理控制器是首选，因为在转换器升压模式的非最小相位特性。综合电压控制器的性能进行了验证，通过比较预定的性能要求和获得的仿真结果。
2019-04-29 cs.SY eess.SP eess.SY
Two-layer nonlinear control of DC-DC buck converters with meshed network topology
在本文中，我们分析了行为的降压转换器网络，包含任意的，温和的规律性假设，负载。我们的网络分析开始与电流动态的研究，我们提出了一种新的李雅普诺夫函数的电流在闭环有界积分。我们利用这些结果来分析电压和有界电流之间以及节点电压之间的相互作用特性，并提出了一种两层最优控制器，使网络电压保持在标称工作电压的紧凑邻域内。我们分析了两种方式的闭环系统的稳定性：一个考虑互连性能，产生一个较弱的ISS型属性和第二个考虑在闭环网络与分布式最优控制器。对于后者，我们提出了一种新的分布式方法来控制拉普拉斯网络使用相邻的信息，从而导致渐近稳定。我们证明了我们的结果在一个网状拓扑网络包含6个功率转换器，每个转换器喂养一个单独的恒定功率负载的值在预定范围内任意变化。
2021-12-26 cs.SY eess.SY
Hamiltonian Point of View on Parallel Interconnection of Buck Converters Extended version
本文研究了DC/DC变换器的并联问题。对于这种拓扑结构的转换器馈送一个共同的负载，它最近已被证明，动态相关的电压调节可以完全分离的电流分布，而不考虑频率分离的参数，这不可避免地限制了可实现的性能。在哈密顿框架内，本文表明，电流分布和电压调节之间的这种分离与能量守恒量：卡西米尔函数。此外，在此框架下给出了一个鲁棒控制律，以避免负载未知的情况。在本文中，我们还确保系统收敛到最佳电流再分配，而不需要显式表达最佳轨迹。最后，通过实验结果，得到的控制律的效率进行评估。
2019-12-16 cs.SY eess.SY
On Effect of Right-Half-Plane Zero Present in Buck Converters with Input Current Source in Wireless Power Receiver Systems
在无线电力接收器系统中，降压转换器广泛用于将从无线接收器线圈导出的较高经整流电压逐步降低到用于即时电池充电过程的较低输出电压。在这项工作中，右半平面（RHP）的存在和效果的小信号电感电流占空比和输出电压占空比的降压转换器在无线功率接收器系统的控制性能的传递函数中发现的零点，进行了研究。发现并从数学上证明了RHP零点是由串-串补偿和有限直流环节电容引起的系统电流源性质引入的。RHP零点不仅导致非单调的开环动态响应，而且使反馈控制的设计复杂化，并引起潜在的闭环不稳定性。理论和实验结果验证了RHP零点的存在及其对开环和闭环动态响应的影响。
2020-11-25 cs.SY eess.SY
Closed-Form Critical Conditions of Saddle-Node Bifurcations for Buck Converters
Advanced Analog Technology（先进模拟技术公司）
针对Buck变换器，推导出鞍结分岔的一般精确闭式临界条件，有助于预测或防止跳跃不稳定性和多解共存现象，并提出了任意控制方案下临界条件的系统推导方法。
2012-04-18 cs.SY eess.SY math.DS
An Intelligent Control Strategy for buck DC-DC Converter via Deep Reinforcement Learning
Shanghai University of Electric Power（上海电力大学）
DC-DC变换器作为一种典型的开关电源，在直流微电网中得到了广泛的应用。由于可再生能源发电量的变化，研究和设计具有优异动态特性的DC-DC变换器控制算法具有重要的理论和实际应用价值。为解决直流微电网中母线电压稳定性问题，首次提出了一种基于深度强化学习算法的恒功率负载（CPL）降压型DC-DC变换器智能控制策略。针对DC-DC变换器，定义了马尔可夫决策过程（MDP）模型和深度Q网络（DQN）算法。基于无模型的深度强化学习（DRL）控制策略被适当地设计为通过奖励/惩罚机制来调整代理-环境交互，以实现收敛到标称电压。该智能体通过提取复杂电力系统的高维特征，在没有任何先验知识的情况下做出近似决策。仿真结果表明，所设计的控制器在不同场景下具有较强的自学习和自寻优能力。
2020-08-11 cs.LG cs.SY eess.SY
Transferring Reinforcement Learning for DC-DC Buck Converter Control via Duty Ratio Mapping: From Simulation to Implementation
Shanghai University of Electric Power（上海电力大学）
强化学习（RL）控制方法在电力电子系统中的应用已成为一个新兴的课题，而仿真问题仍然是一个具有挑战性的问题，因为文献中很少有结果可以参考。实际上，由于仿真模型和现实系统之间不可避免的不匹配，离线训练的RL控制策略在实际实现过程中可能会遇到意想不到的障碍。作为本文的主要贡献，提出了一种通过精心设计的占空比映射（DRM）的DC-DC降压转换器的传输方法。然后，提出了一个详细的模拟到真实的过程，以实现无模型深度强化学习（DRL）控制器。通过对比实验研究，证明了该方法的可行性和有效性。
2021-10-20 cs.LG cs.SY eess.SY
DNN-based Digital Twin Framework of a DC-DC Buck Converter using Spider Monkey Optimization Algorithm
Purdue University（普渡大学）
本文提出一种基于深度神经网络和蜘蛛猴优化算法的数字孪生框架，用于监控和预测直流-直流降压转换器的组件退化，提高系统可靠性。
2025-09-08 cs.SY eess.SY
Voltage regulation in buck--boost coniverters feeding an unknown constant power load: an adaptive passivity-based control
配电系统和可再生能源的快速发展拓宽了直流-直流降压-升压变换器在直流电压调节中的应用。应用包括车辆电力系统、在低电压下发电的可再生能源以及直流微电网。应注意的是，在这些应用中的转换器的级联连接可能会导致不稳定性，这是由于充当负载的转换器具有恒定功率负载（CPL）行为的事实。在本文中，一个降压-升压转换器的输出电压调节问题的CPL供电解决。反馈控制器的构造是基于互联和阻尼分配控制技术。此外，提出了一种浸入和不变性参数估计器在线计算提取的负载功率，这是在实际应用中难以测量。通过设计确保期望的操作点是（局部）渐近稳定的，具有保证的吸引域。该方法通过计算机仿真和实验原型验证。
2019-09-10 cs.SY eess.SY
Accurate Small-Signal Modeling of Digitally Controlled Buck Converters with ADC-PWM Synchronization
University of New South Wales（新南威尔士大学）
本文针对数字控制Buck变换器，提出一种考虑ADC-PWM同步的精确小信号模型，基于采样数据框架捕获所有边带效应，并推导出数字环路增益的闭式表达式，从而简化补偿器设计和稳定性分析。
2026-05-30 cs.SY eess.SY
Updated version "Robust Voltage Regulation of DC-DC Buck Converter With ZIP Load via An Energy Shaping Control Approach"
针对带ZIP负载的DC-DC Buck变换器直流分布式系统稳定问题，设计了结合扰动观测器的自适应能量整形控制器，给出吸引域估计与闭环稳定性分析，通过仿真和实验验证了控制器性能。
2024-12-12 cs.SY eess.SY
Analysis and Control of Period-Doubling Bifurcation in Buck Converters Using Harmonic Balance
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.（台湾半导体制造公司）；University of Maryland（马里兰大学）
本文采用谐波平衡法推导Buck变换器的动态模型，给出倍周期分岔发生的充要条件，并设计前馈控制消除分岔以扩展允许输入电压范围并改善线性调节。
2012-10-27 cs.SY eess.SY math.DS
Correct-by-construction control synthesis for buck converters with event-triggered state measurement
Dept. of EECS, Univ. of Michigan（密歇根大学电气与计算机工程系）
本文提出了一种新的基于正确性构造的开关控制器，用于具有事件触发测量的功率转换器，通过引入过时测量作为额外状态变量，构建信念空间抽象，并在该抽象上应用基于抽象的合成方法，验证了控制器的有效性。
2019-03-13 cs.SY eess.SY
Characterization of analog and digital control loops for bidirectional buck-boost converter using PID/PIDN algorithms
本文介绍了双向降压和升压转换器（BBC）的模拟和数字控制回路的特点，使用PID和PIDN控制算法。在MATLAB程序中，采用单位阶跃响应的时域传递函数和波特图及极点-零点图的频域传递函数，设计并实现了BBC的控制回路。这些传递函数是通过BBC的平均大信号建模获得的。模拟和数字控制回路的行动的特点，以确保BBC的稳定性和动态响应，这是可再生能源应用的瓶颈。通过波特图、极点-零点图和阶跃响应，证明了PIDN控制算法对BBC动态响应和稳定性的改善。由于功率级和控制器的传递函数的控制回路增益被证明，它被发现在模拟和数字控制回路稳定。PIDN补偿器被提出来维持稳定性和暂态行为之间的健康平衡，因为两者是间接成比例的。采用平均大信号建模技术对BBC进行建模，利用MATLAB工具进行仿真，通过单位阶跃输入、波特图和极零点图对系统的动态和稳定响应进行分析。硬件设计采用TMS 320 F28335控制器。
2020-04-21 cs.SY eess.SY
A Fully Analog Implementation of Model Predictive Control with Application to Buck Converters
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）
本文提出了一种基于模拟电路的MPC控制方法，并应用于Buck转换器的控制设计，通过稳定性分析和仿真验证了其有效性。
2026-10-16 cs.SY eess.SY
Simulation of Switching Converters on the Level of Averaged Voltages and Currents
School of Electrical Engineering, University of Belgrade（贝尔格莱德大学电气工程学院）
本文提出了一种开关转换器的仿真算法，基于平均电路模型和开关单元概念，通过准稳态和线性纹波近似构建波形，适用于连续和断续导通模式的转换器仿真，验证了 buck、boost、buck-boost 和 flyback 转换器的仿真结果。
2026-04-20 cs.SY eess.SY
Discrete-Time Poles and Dynamics of Discontinuous Mode Boost and Buck Converters Under Various Control Schemes
Advanced Analog Technology（先进模拟技术公司）
本文利用一维离散时间模型，系统分析了不连续导通模式下升压和降压变换器在七种控制方案中的线性化动力学，揭示了单极点系统的相位响应特性及补偿斜坡的影响。
2012-11-19 cs.SY eess.SY math.DS
Design and Implementation of DC-DC Buck Converter based on Deep Neural Network Sliding Mode Control
本文提出基于深度神经网络的滑模控制策略，用于DC-DC降压变换器，通过动态参数调整抑制抖动并加快收敛，实验证明其性能优于传统方法。
2024-05-24 cs.SY eess.SY
Robust Load Disturbance Rejection in PWM DC-DC Buck Converters
针对PWM DC-DC Buck变换器的负载扰动问题，提出H∞外环与新型LEC内环嵌套控制方案，通过mu分析保证参数不确定下的鲁棒稳定性，并经仿真与实验验证其性能优势。
2025-09-02 cs.SY eess.SY math.OC
Flyback-Based Multiple Output dc-dc Converter with Independent Voltage Regulation
本文提出了一种新型的单输入多输出电源，它由一个反激变换器和多个降压变换器集成而成。反激式转换器作为主调节器工作，降压转换器提供串联电压补偿，以实现严格调节。提出了一种时分复用开关方案，通过双绕组Transformer提供多个输出电压电平，并消除输出通道之间的交叉调节。这种配置减小了反激式Transformer和滤波电容器的尺寸，从而改善了整体形状因数。对电路进行了详细的稳态分析，以获得设计准则。设计了一个三路输出的电源，并通过MATLAB/Simscape仿真模型验证了该结构的有效性。仿真结果也表明了令人满意的瞬态响应负载的变化。
2020-02-10 cs.SY eess.SY
Sampled-Data and Harmonic Balance Analyses of Average Current-Mode Controlled Buck Converter
Advanced Analog Technology（先进模拟技术公司）
通过采样数据和谐波平衡分析，研究了平均电流模式控制降压变换器的动力学和稳定性，提出了精确的采样数据模型和新的连续时间模型，并发现了电流环补偿器极点的不稳定窗口。
2012-02-21 cs.SY eess.SY math.DS
Quantized Feedback Control Software Synthesis from System Level Formal Specifications for Buck DC/DC Converters
Sapienza University of Rome（罗马第一大学）
提出一种从系统级形式化规格自动综合Buck DC/DC转换器量化反馈控制软件的方法，并给出实验验证。
2012-06-20 cs.SY eess.SY math.OC
System Identification Using Kolmogorov-Arnold Networks: A Case Study on Buck Converters
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本研究将Kolmogorov-Arnold网络（KAN）应用于buck变换器的系统辨识，通过可学习激活函数逼近状态导数、构建可解释状态空间模型，实验验证其能准确辨识动力学、验证一致性并检测参数变化。
2025-06-12 cs.LG cs.SY eess.SY
Analysis and implementation of the Buck-Boost Modified Series Forward converter applied to photovoltaic systems
针对光伏DMPPT架构对高效、低成本、可升降压模块集成变换器的需求，本文提出并分析单开关BBMSF变换器，通过225 W原型验证其软开关、动态性能和最高93.6%的效率。
2024-01-24 cs.SY eess.SY
Closed-Form Critical Conditions of Subharmonic Oscillations for Buck Converters
Advanced Analog Technology（先进模拟科技）
本文推导了基于环路增益的次谐波振荡通用临界条件，并针对多种控制方案给出了变换器参数的闭式临界条件，提出了一种系统化推导任意控制方案临界条件的方法。
2012-03-26 cs.SY eess.SY math.DS
A Unified Approach to Mitigate Voltage Jump Effects in Near Optimal Switching Surface Control of DC-DC Converters
本文提出了一种统一的方法，通过构建具有状态跃变的切换系统（称为跳流切换系统）来建模输出电容等效串联电阻（ESR）引起的输出电压跃变效应，并设计了约束近优切换表面控制器以解决近最优切换表面控制中的性能问题。
2019-07-01 cs.SY eess.SP eess.SY
Measurement-Based Parameter Identification of DC-DC Converters with Adaptive Approximate Bayesian Computation
随着发电厂和能源的发展，DC-DC变换器在电力系统（特别是直流微电网）中的应用范围不断扩大。参数辨识可以提取变换器的参数，生成精确的离散仿真模型。在本文中，我们提出了一种基于测量的转换器参数校准方法，通过自适应近似贝叶斯计算与顺序蒙特卡罗采样器（ABC SMC），估计与无源和寄生元件相关的参数。首先，我们提出为我们不知道先验信息的参数找到合适的先验分布。有了先验分布，我们可以使用ABC SMC来找到转换器参数的精确值。我们仔细地选择了距离函数，并根据模拟结果为阈值排序分配了最佳方法。为了提高算法的计算量，我们提出了一个自适应的权重，帮助算法找到最佳值与较少的模拟。以DC-DC降压变换器为例验证了该方法的有效性。结果表明，该方法能够准确、有效地估计出具有粗差先验分布的Buck参数的后验分布。所提出的算法也可以应用于其他参数识别和优化应用，如整流器，滤波器，或电源，等等。
2021-09-08 cs.SY eess.SY
Unified Subharmonic Oscillation Conditions for Peak or Average Current Mode Control
Sunplus Technology（凌阳科技）
本文提出了一种统一模型，用于预测峰值或平均电流模式控制下buck、boost和buck-boost变换器的亚谐波振荡现象，并推导了闭合形式的稳定性条件。
2014-01-26 cs.SY eess.SY math.DS
High-Bandwidth, Low-Computational Approach: Estimator-Based Control for Hybrid Flying Capacitor Multilevel Converters Using Multi-Cost Gradient Descent and State Feedforward
本文提出一种基于估计器的混合飞跨电容多电平变换器控制框架，结合闭环与开环动力学的混合估计、多代价梯度下降和状态前馈，实现高带宽、低计算量的飞跨电容电压估计与主动均衡控制。
2024-11-22 cs.SY eess.SY
