基于MATLAB/Simulink的Buck-Boost变换器无源滤波系统仿真分析

资 源 简 介

本项目利用MATLAB/Simulink构建Buck-Boost变换器完整仿真系统，采用单周期控制策略，重点研究无源滤波器对电路输出纹波和稳定性的影响，为电力电子系统设计提供仿真分析平台。

详 情 说 明

基于单周期控制的Buck-Boost变换器无源滤波系统仿真分析

项目介绍

本项目利用MATLAB/Simulink构建了一个完整的Buck-Boost变换器仿真平台，重点研究无源滤波器对变换器输出性能的影响。系统集成了单周期控制策略和Buck-Boost主电路拓扑，能够模拟变换器在降压和升压模式下的动态运行特性。通过调节无源滤波器参数（电感、电容值），分析其对输出电压纹波的抑制效果、系统稳定性及动态响应性能，为实际电力电子变换器的滤波器设计提供理论支撑和参数优化指导。

功能特性

• 多模式运行仿真：支持Buck（降压）与Boost（升压）两种工作模式的动态仿真
• 单周期控制：实现精确的电压跟踪控制，提高系统动态响应速度
• 参数可调无源滤波：提供电感（100μH-1mH）和电容（10μF-100μF）的参数调节功能
• 全面性能分析：

- 时域分析：输出电压/电流波形、电感电流、开关控制信号 - 性能指标计算：电压纹波系数、系统效率、动态响应时间 - 频域分析：系统伯德图、滤波器频响特性

• 优化设计支持：基于仿真结果提供最优LC滤波器参数组合建议

使用方法

1. 参数设置：在仿真开始前，根据需求设置输入电压（12-24V）、期望输出电压（15V）、开关频率（20kHz）、负载电阻（5-20Ω）以及无源滤波器LC参数
2. 运行仿真：执行主程序启动Simulink仿真模型
3. 结果分析：查看生成的时域波形和性能指标数据，分析不同滤波器参数对系统性能的影响
4. 参数优化：根据频域分析和动态响应结果，调整LC参数以获得最优纹波抑制效果和系统稳定性

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本，Simulink基础模块库
• 推荐工具包：Simscape Electrical（用于电力电子系统建模）
• 硬件配置：至少4GB内存，支持MATLAB运行的处理器

文件说明

主程序文件实现了仿真系统的核心控制流程，包括初始化电路参数、调用Simulink模型进行动态仿真、执行数据采集与处理功能，并生成关键性能指标的分析结果。它还负责绘制输出电压波形、电感电流曲线及系统伯德图，完成对无源滤波器频域特性的评估，最终输出针对不同工作条件下的参数优化建议。