MỤC MỤC1.Mô hình hóa bộ biến đổi Boost 2.Mô hình trung bình tín hiệu lớn DC 3.Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ AC 4.Mô phỏng mô hình và thiết kế bộ điều khiển 5.Kết luận, đánh giá... Mô
Trang 2Thiết kế cấu trúc điều khiển trực tiếp
Bộ biến đổi DC/DC BOOST
Giảng viên:
Trang 3MỤC MỤC
1.Mô hình hóa bộ biến đổi Boost
2.Mô hình trung bình tín hiệu lớn DC
3.Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ AC
4.Mô phỏng mô hình và thiết kế bộ điều khiển
5.Kết luận, đánh giá
Trang 41 Mô hình hoá bộ biến đổi BOOST
Sơ đồ bộ biến đổi boost
Trang 51 Mô hình hoá bộ biến đổi BOOST
Trang 61 Mô hình hoá bộ biến đổi BOOST
Trang 71 Mô hình hoá bộ biến đổi BOOST
Trang 82 Mô hình trung bình tín hiệu lớn DC
Trang 93 Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ AC
• Tuyến tính hoá quanh điểm làm việc cân bằng với các biến động nhỏ
• Thay các biến động vào phương trình trạng thái
• Bỏ qua các tích của 2 biến động nhỏ
Trang 103 Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ AC
• Viết lại dưới dạng ma trận hệ phương trình trạng thái
• Hàm truyền có dạng:
Trong đó
C là ma trận đơn vị
Trang 113 Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ AC
• Xét với 2 biến đầu ra:
1 Điện áp đầu ra.
2 Dòng qua cuộn cảm
Ta thu được hàm truyền :
Trang 124 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
Dòng điện trung bình qua cuộn cảm : IL = = = 4 ( A)
Độ đập mạch điện áp đầu ra: ΔV = = 1.92 (V) ()
Trang 134 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
Mô phỏng mô hình bộ biến đổi
Trang 144 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
So sánh mô hình toán học và mạch vật lý
Trang 154 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
• Tính toán hàm truyền
Sử dụng matlab để tính hàm truyền:
• rL=0;
• num=[-L*IL (1-D)*20] ;
• den=[L*C L/R (1-D)^2];
Trang 164 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
Đồ thị Bode của Gvd
Trang 174 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
Cần thiết kế một bộ bù loại lead – lag (bộ bù PID có 1 điểm không và 1 điểm cực được kết
hợp với một khâu tích phân để triệt tiêu sai lệch tĩnh)
• Tần số cắt (fc) nên bé hơn 1/10 tần số phát xung của bộ biến đổi
• Tần số cắt (fc) nên bé hơn 1/5 tần số RHP của hàm truyền quan hệ giữa điện áp đầu ra và
w
L z
Trang 184 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
• Tính toán hàm truyền
Sử dụng matlab để tính hàm Gc:
• Sử dụng matlab để tính toán cho kết quả hàm truyền sau khi thêm bộ bù
• %Ham truyen sau khi co bo bu
Trang 194 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
Đồ thị bode sau khi có bộ bù
• Độ dự trữ pha: 0.785 dB
• Độ dự trữ pha: 57.1 deg
Hệ ổn định
Trang 204 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển
Mô phỏng kiểm chứng qua Matlab/Simulink với mô hình như sau
Trang 214 Mô phỏng và thiết kế bộ điều khiển
Thay đổi điện áp đặt 15V => 20V
Trang 224 Mô phỏng và thiết kế bộ điều khiển
Thay đổi tải R=10V => R=5V
Trang 235 Kết luận
• Đã đưa ra được cách thức mô hình hóa bộ biến đổi Boost bằng phương pháp mô hình trung binh tín hiệu lớn DC, và trung binh tín hiệu nhỏ AC, từ đó đề xuất bộ điều khiển và thiết kế bộ bù lead-lag (bộ bù PID) để hệ thống hoạt động ổn định
• Hiểu sâu hơn về lý thuyết, nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi Boost và cách thức thiết kế, điều khiển các bộ biến đổi khác
• Thực hiện mô phỏng thanh công trên Matlab/Simulink với những trường hợp khác nhau để thấy được hiệu quả của bộ điều khiển
Trang 24THANK YOU !
