MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU LỚN DCMô hình chính xác và mô hình trung bình tín hiệu lớn DC... MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU LỚN DC Nhận xét: Do mô hình đóng cắt thể hiện trạng thái on/off n
Trang 1GVHD : PGS.TS Trần Trọng Minh
Vũ Mạnh Trường 20174304 Trần Văn Chiến 20173680
Thiết kế BĐK điện áp Buck-Boost Converter
Sinh viên:
Trang 22 Mô hình đóng cắt (chính xác)
3 Mô hình trung bình tín hiệu lớn DC
4 Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ AC
1 Yêu cầu thiết kế
MỤC LỤC
5 Thiết kế mạch điều khiển
Trang 42 MÔ HÌNH ĐÓNG CẮT
Mạch buck-boost converter
Trang 5Trạng thái thứ nhất: V on, D off :
Trang 6Trạng thái thứ hai: V off, D on :
Trang 82 MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU LỚN DC
Trang 93 MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU LỚN DC
Trang 103 MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU LỚN DC
Mô hình chính xác và mô hình trung bình tín hiệu lớn DC
Trang 11Kết quả mô phỏng iL mô hình đóng cắt và mô hình trung bình
Mô hình đóng cắt
3 MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU LỚN DC
Mô hình trung bình
Trang 12Kết quả mô phỏng Vc mô hình đóng cắt và mô hình trung bình
Mô hình đóng cắt
3 MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU LỚN DC
Nhận xét: Do mô hình đóng cắt thể hiện trạng thái on/off nên tín hiệu có dạng đập m
Giá trị của tín hiệu mô hình trung bình là trung bình của giá trị tín hiệu mô hình đóng
cắt
Trang 134 MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU NHỎ AC
Mô hình trung bình: Giá trị xác lập:
Tuyến tính hóa quanh điểm làm việc cân bằng với các biến động nhỏ:
, 1, , , 1, ,
, 1, , , 1, ,
Trang 14Thay các biến động vào phương trình trạng thái ta được:
Bỏ qua tích các biến động nhỏ và chú ý điểm làm việc cân bằng ta được:
Trang 15Chuyển sang dạng hàm truyền: 𝐺 ( 𝑠)= 𝑦 ( 𝑠)
Điểm zero : s = < 0 nằm bên trái trục ảo
Điểm zero: s = nằm bên phải trục ảo
Hàm truyền dòng điện :
Hàm truyền điện áp :
Xét 2 biến đầu ra : điện áp đầu ra và dòng điện cuộn cảm ta thu được 2 hàm truyền :
Trang 164 MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU NHỎ AC
Chương trình nhập dữ liệu và tính toán hàm truyền Gvd(s) và Gid(s):
Trang 17• Đồ thị Bode của Gvd(s)
4 MÔ HÌNH TRUNG BÌNH TÍN HIỆU NHỎ AC
Từ đồ thị Bode ta thu được các thông số :
- Tần số cắt : f = = 19,9 kHz
- Độ dự trữ pha : - 58 o
Hệ không ổn định Mục tiêu thiết kế bộ bù có tần số cắt fc = 5kHz và độ dự trữ pha 50 o
-40 -20 0 20 40 60
System: Gvd Frequency (rad/s): 1.25e+05 Phase (deg): 122
Trang 18- Sử dụng bộ bù loại II có 1 điểm không và 1 điểm cực bộ bù này hay được sử dụng trong cấu trúc điều khiển trực tiếp cho bộ biến đổi Buck-Boost Hàm truyền bộ bù PID loại này có dạng như sau:
- Ta sẽ thiết kế bộ bù sao cho hệ có: fc = 5kHz và PM = 50o ( trong khoảng 45o – 75o )
- Tần số các điểm cực
Và fL = fc = 250Hz
5 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
L z
C(s) c
p
w s
(1 ).(1 )
(1 ) w
Trang 19Hàm truyền bộ bù:
5 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Chương trình tính toán bộ bù và hàm truyền sau khi có bộ bù :
Trang 20Đồ thị bode Gvd sau khi có bộ bù
5 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Trang 215 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Trang 22Mô hình mạch điều khiển :
Mô hình Buck-Boost :
5 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Mô phỏng đáp ứng khi tín hiệu là tín hiệu bước nhảy thay đổi điện áp đầu vào từ 10V lên 15V tại thời điểm 0.05s trong tổng thời gian là 0.1s
Trang 235 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Nhận xét : Độ đập mạch nhỏ
Độ quá điều chỉnh nhỏ
Thời gian xác lập ngắn < 0.01s
Trang 245 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Nhận xét:
- khi tải thay đổi giảm 50% điện
áp giảm xuống trong khoảng 0.002s sau đó ổn định và bám theo giá trị đặt
Trang 25Kết luận
• Hoàn thành thiết kế bộ biến đổi điện áp sử dụng bộ bù loại II
• Mô phỏng bộ điều khiển đạt kết quả đúng với lý thuyết
Kết luận
