Thiết kế cấu trúc điều khiển trực tiếp bộ biến đổi DC DC BOOST

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 3... Mô

Thiết kế cấu trúc điều khiển trực tiếp Bộ biến đổi DC/DC BOOST

Giảng viên:

MỤC 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

3

1 Mô hình hoá bộ biến đổi BOOST

1 Mô hình hoá bộ biến đổi BOOST

5

1 Mô hình hoá bộ biến đổi BOOST

6

1 Mô hình hoá bộ biến đổi BOOST

2 Mô hình trung bình tín hiệu lớn DC

• Mô hình đóng cắt Đặt x 1 = (i L ) 0 , x 2 = (v c ) 0 , d = (u ) 0

• Mô hình trung bình

8

3 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

9

3 Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ AC

• Viết lại dưới dạng ma trận hệ phương trình trạng thái

3 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 :

11

4 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: ΔVV0 = = 1.92 (V) ()

Độ đập mạch dòng điện qua cuộn cảm: = 0.48 (A) (

12

4 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển

Mô phỏng mô hình bộ biến đổi

13

4 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển

So sánh mô hình toán học và mạch vật lý

14

4 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển

• Tính toán hàm truyền

Sử dụng matlab để tính hàm truyền:

4 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển

Đồ thị Bode của Gvd

16

4 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 hệ số điều chế

• Tần số cắt (fc) nên lớn hơn ít nhất 2 tần số cộng hưởng của hàm truyền quan hệ giữa điện áp đầu ra và

17

4 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

4 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

19

4 Mô hình mô hình và thiết kế bộ điều khiển

Mô phỏng kiểm chứng qua Matlab/Simulink với mô hình như sau

20

4 Mô phỏng và thiết kế bộ điều khiển

Thay đổi điện áp đặt 15V => 20V

4 Mô phỏng và thiết kế bộ điều khiển

Thay đổi tải R=10V => R=5V

5 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

23

THANK YOU !

24