MATLAB/Simulink仿真：基于Buck变换器的超级电容器双闭环PI控制恒流充电系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB/Simulink构建超级电容器充电系统的仿真模型，采用Buck变换器结合电压外环与电流内环的双闭环PI控制策略，实现恒流充电并分析系统动态响应，验证控制方案的稳定性与有效性。

详 情 说 明

基于Buck变换器的超级电容器双闭环PI控制恒流充电系统仿真模型

项目介绍

本项目构建了一个基于Buck变换电路的超级电容器充电电源仿真模型。系统采用电压外环和电流内环的双闭环控制结构，通过PI控制器实现恒流充电。该模型能够模拟超级电容器在充电过程中的动态响应，验证控制策略的稳定性和快速性，确保充电过程高效且安全。

功能特性

• Buck变换器拓扑仿真：精确模拟Buck电路在不同工况下的工作特性
• 双闭环控制策略：采用电压外环和电流内环的双环控制结构，提高系统动态性能
• PI控制器优化：支持PI参数整定与优化，实现快速稳定的充电控制
• 多参数可配置：支持超级电容器参数、Buck电路参数、控制参数等多种输入设置
• 全面输出分析：提供充电电流、端电压、控制信号等多种波形输出
• 系统稳定性分析：支持Bode图、阶跃响应等稳定性分析工具

使用方法

1. 参数设置：根据需要修改超级电容器参数（额定容量、ESR、初始电压）、Buck电路参数（输入电压、电感值、电容值、开关频率）以及控制参数（电流环和电压环的PI参数）

1. 充电目标设定：设置目标充电电流和最大允许电压值

1. 运行仿真：执行主程序开始仿真计算

1. 结果分析：查看生成的充电电流波形、端电压波形、控制信号波形以及系统稳定性分析结果

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• Simulink仿真环境
• 控制系统工具箱（用于稳定性分析）

文件说明

主程序文件整合了完整的仿真流程，包括系统参数初始化、Buck变换器模型构建、双闭环PI控制器设计、仿真执行以及结果可视化分析。它实现了从参数配置到结果输出的全流程自动化处理，能够生成充电过程的动态响应曲线和系统稳定性评估图表，为用户提供直观的性能分析界面。