四开关 buck - boost 双向DCDC的Matlab Simulink仿真探索

四开关 buck-boost 双向DCDC matlab simulink仿真 (1)该模型采用 matlab/simulink 2016b 版本搭建，使用matlab 2016b及以上版本打开最佳 (2)该模型已经代为转换到各个常用版本 【算法介绍】 (1)采用三模式调制方式； (2)外环电压环采用PI控制，内环电流环采用PI控制； (3)利用电池作为充放电对象（负载），亦可自行改成纯电阻； (4)一共6个仿真文件： 固定输入24V，分别输出12V，24V，36V；（三个） 分别输入12V，24V，36V，固定输出24V

最近在研究电源管理相关内容时，接触到了四开关 buck - boost 双向DCDC的Matlab Simulink仿真，感觉还挺有意思，和大家分享一下。

一、仿真模型版本兼容性

这个模型搭建用的是Matlab/Simulink 2016b版本，建议大家用2016b及以上版本打开，体验最佳。不过不用担心，模型已经贴心地转换到了各个常用版本，不管你用的是什么版本，基本都能顺利打开进行研究。

二、算法介绍

1. 三模式调制方式

三模式调制方式为整个系统的稳定运行提供了多种策略选择。它可以根据不同的工况和需求，灵活切换调制模式，从而实现高效的功率转换。虽然具体代码这里不详细展开，但简单理解就是通过对不同控制信号的逻辑组合，来决定电路的工作模式，确保在各种情况下都能以最优方式运行。

2. 双环PI控制

外环电压环采用PI控制，内环电流环也采用PI控制。PI控制算法在电力电子领域应用非常广泛，它能够有效减小稳态误差，提高系统的稳定性和动态响应性能。

来看一段简单的外环电压环PI控制的Matlab代码示例（简化示意）：

% 定义PI参数
kp = 0.5;
ki = 0.1;
% 初始化变量
error_sum = 0;
previous_error = 0;
% 假设当前采样得到的电压值
measured_voltage = 20; 
% 目标电压值
reference_voltage = 24; 
% 计算误差
error = reference_voltage - measured_voltage;
% 积分项
error_sum = error_sum + error;
% PI控制输出
control_signal = kp * error + ki * error_sum;

在这段代码中，kp和ki分别是比例系数和积分系数，通过调整这两个参数，可以优化PI控制器的性能。measuredvoltage是当前采样到的实际电压值，referencevoltage是我们期望达到的目标电压值。通过计算两者差值error，进而得到比例项kp error和积分项ki errorsum，最终输出控制信号controlsignal，用于调节电路，使实际电压尽可能接近目标电压。

内环电流环PI控制原理类似，只不过是对电流进行控制，保证电流在期望的范围内，从而确保系统的稳定性和可靠性。

3. 负载选择多样性

该模型利用电池作为充放电对象（负载），当然，你要是有特殊需求，也可以自行改成纯电阻。这种灵活性在实际应用中非常实用，比如在模拟不同用电场景或者研究不同负载特性对电路的影响时，就可以轻松切换。

三、仿真文件

模型一共包含6个仿真文件，从输入输出的角度进行了详细分类。

• 固定输入24V，分别输出12V，24V，36V：这三个文件可以帮助我们研究在固定输入电压为24V的情况下，如何通过控制电路实现不同的输出电压。通过对这些仿真结果的分析，可以深入了解电路在不同降压和升压需求下的工作特性。
• 分别输入12V，24V，36V，固定输出24V：这三个文件则是从另一个角度出发，研究不同输入电压时，怎样调整控制策略来保证输出电压稳定在24V。

总的来说，这个四开关 buck - boost 双向DCDC的Matlab Simulink仿真模型，无论是对学习电力电子的初学者，还是对有一定经验的工程师来说，都是一个非常好的研究和实践素材。大家可以根据自己的需求，深入挖掘其中的细节，相信会有不少收获。

希望以上内容对大家有所帮助，欢迎一起交流讨论~