THIẾT kế bộ điều KHIỂN CHO bộ BIẾN đổi BOOST

Mô hình hóa cho bộ biến đổi Phương trình trạng thái tổng quát của mô hình đóng cắt là:... Mô hình hóa cho bộ biến đổi• Mô hình đóng cắt của Boost Conv: v C... Mô hình hóa cho bộ biến đổ

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ BIẾN

ĐỔI BOOST

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Trọng Minh Sinh viên thực hiện: Nhóm: 5

Quế Anh Tùng : 20174351 Nguyễn Văn Long : 20181619 Trần Quang Huy : 20181537

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

khiển

III Mô phỏng kiểm chứng

IV Kết luận

download by : skknchat@gmail.com

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

1 Mô hình chính xác (Exact Model)

download by : skknchat@gmail.com

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

 Trạng thái 1: Van dẫn, D khóa

download by : skknchat@gmail.com

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

download by : skknchat@gmail.com

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

Biến đổi phương trình trên thành dạng bilinear:

download by : skknchat@gmail.com

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

2 Mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC)

• Mô hình trung bình thể hiện đặc tính của quá trình ở mức độ chính xác nào đó, phù hợp với yêu cầu xem xét trong 1 khoảng thời gian nhất định

• Bỏ qua ảnh hưởng của quá trình đóng cắt nên dễ dàng hơn cho việc phân tích mạch

- Cơ sở của phép trung bình hóa là phép lấy trung bình trượt:

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

 Phương trình trạng thái tổng quát của mô hình đóng cắt là:

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

• Mô hình đóng cắt của Boost Conv:

v C

download by : skknchat@gmail.com

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

3 Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ (AC)

• Tuyến tính hóa quanh điểm làm việc cân bằng với các biến động nhỏ:

download by : skknchat@gmail.com

I Mô hình hóa cho bộ biến đổi

• Bỏ qua tích của 2 biến động nhỏ:

C RC RC (1 de ) download by : skknchat@gmail.com

II Thiết kế bộ điều khiển

• Hàm truyền của điện áp đầu ra và dòng qua cuộn cảm:

• Cả hai đều có cùng mẫu số là khâu bậc hai có dao động.

• Hàm truyền điện áp có điểm zero bên phải trục ảo, gây khó khăn khi điều khiển điện áp ra.

• Hàm truyền dòng điện điều khiển có điểm zero bên trái trục ảo nên không ảnh hưởng đến tính ổn định do đó dễ thiết

kế bộ điều khiển hơn.

download by : skknchat@gmail.com 12

II Thiết kế bộ điều khiển

Yêu cầu thiết kế : Thiết kế cấu trúc điều khiển trực tiếp cho bộ biến đổi DC/DC Boost có các thông số định mức sau :

Tham số

Điện áp vào Vg Điện áp ra Vo

II Thiết kế bộ điều khiển

Cấu trúc điều khiển trực tiếp điện áp đầu ra cho

II Thiết kế bộ điều khiển

• Thực hiện tìm hàm truyền bằng Matlab:

II Thiết kế bộ điều khiển

• Gid có độ dữ trữ biên, pha lớn hơn 0 dễ điều khiển hơn

Đồ thị Bode của Gid(s)

Độ dự trữ pha: 80,8 deg

download by : skknchat@gmail.com

II Thiết kế bộ điều khiển

download by : skknchat@gmail.com

II Thiết kế bộ điều khiển

Hàm truyền bộ bù

II Thiết kế bộ điều khiển

Đồ thị Bode của hệ sau khi có bộ bù:

Ta sẽ thiết kế bộ bù có cấu trúc PID để có tần số cắt đạt được fc = 500Hz và có độ dự trữ pha mong muốn là 50 deg

 Độ dữ trữ pha: Pm = 47,1 deg ( Mong muốn là 50 deg)

=> Hệ ổn định

Đồ thị Bode của bộ bù Gc

download by : skknchat@gmail.com

III Mô phỏng kiểm chứng

 Mô hình đóng cắt và mô hình tín hiệu lớn DC

III Mô phỏng kiểm chứng

 Từ mô phỏng ta thấy điện áp đầu ra và cường độ dòng điện qua cuộn cảm của mô hình đóng

download by : skknchat@gmail.com

III Mô phỏng kiểm chứng

Sơ đồ mô phỏng trên Simulink Sơ đồ Boost Converter

III Mô phỏng kiểm chứng

Kết quả mô phỏng khi R = 6ΩΩ

Vref=20VVref=15V

III Mô phỏng kiểm chứng

Kết quả mô phỏng khi tải R = 10Ω

III Mô phỏng kiểm chứng

 Nhận xét:

+ Khi R = 6Ω : Điện áp ra VΩ : Điện áp ra V0 nhanh chóng đạt 14V trong 0.025s Khi thay đổi giá

trị đặt bằng 18V điện áp đầu ra cũng bám theo trong khoảng 0.005s

+ Khi R = 10Ω : Điện áp ra V0 nhanh chóng đạt 14V trong 0.015s Khi thay đổi giá trị đặt bằng 18V điện áp đầu ra cũng bám theo trong khoảng 0.005s

IV Kết luận

 Bộ điều khiển thiết kế theo bộ bù PID:

- Triệt tiêu được sai lệch tĩnh

- Chất lượng điện áp đầu ra khá tốt

- Thời gian đáp ứng nhanh

Cảm ơn Thầy và các bạn

đã lắng nghe!