PowerPoint Presentation 1 SEMINAR Matlab Training

SEMINAR
Matlab Training
Lê Quang Nghĩa

PELAB K63

1

12/1/22

Power
Electronics
Laboratory
Power Electronics
Laboratory
- Hanoi University
of Science and Technology


NỘI DUNG

I
Tổng quan

II

Chia bài tốn thành các level: Vịng hở & Vịng kín

III

Số hóa file mơ phỏng

IV

Giới thiệu Toolbox Simscape

2


1

Tổng quan

Cách triển khai một bài toán điều khiển điện tử cơng suất

Phân tích lý thuyết (Mơ hình hóa, thiết kế cấu trúc điều khiển, luật phát

Bài tốn

xung…)

Mơ phỏng kiểm chứng trên các phần mềm mô phỏng (Matlab, PLECS…)

Mô phỏng trên hệ thống thời gian thực (Typhoon HIL +
DSP)

Triển khai trên hệ thống thực nghiệm


1

Tổng quan

Cách triển khai một bài toán điều khiển điện tử công suất

Mô phỏng kiểm chứng trên các phần mềm mô phỏng

Mô phỏng trên hệ thống thời gian thực (Typhoon HIL +

(Matlab, PLECS…)

DSP)

Mạch lực

Mạch điều khiển

Mạch lực

Mạch điều khiển


1

Tổng quan

Các bước triển khai mô phỏng trên Matlab/Simulink

Mô phỏng kiểm chứng trên các phần mềm mô phỏng (Matlab,
PLECS…)

Chia bài tốn thành các

Mơ phỏng trên miền liên

Mơ phỏng trên miền số

Số hóa (Mơ phỏng dưới

level: Vịng hở & Vịng kín

tục

(Dưới dạng khối)

dạng code C)


2

Chia bài tốn thành các level

Mục đích của việc chia level
Chia bài toán to thành các bài toán nhỏ hơn để thuận tiện trong quá trình kiểm tra, sửa chữa (debug)

Cấu trúc điều khiển bộ PFC 3 pha 4 dây


2

Chia bài tốn thành các level

Cách chia level
Level 1: Vịng hở - Chỉ có lượng đặt đặt trực tiếp vào khối tính tốn hệ số điều chế
Mục đích: Kiểm tra luật phát xung

Cấu trúc điều khiển bộ PFC 3 pha 4 dây (Level 1 – Vòng hở)


2

Chia bài tốn thành các level

Cách chia level
Level 2: Vịng dòng – Lượng đặt là dòng điện đặt vào khối bộ điều khiển dịng
Mục đích: Kiểm tra tham số bộ điều khiển dịng tính tốn từ lý thuyết

Cấu trúc điều khiển bộ PFC 3 pha 4 dây (Level 2 – Vòng dòng)


3

Số hóa file mơ phỏng

Các khối/khâu cần phải được số hóa

Mạch điều khiển

Mạch lực

Có số hóa

Khơng số hóa

Khâu đọc tín hiệu đo về


3

Số hóa file mơ phỏng

Các khối/khâu cần phải được số hóa
Các khối có chứa các khâu động học: Các bộ điều khiển, các bộ lọc, vịng khóa pha, khối tính tốn hệ số điều chế…

Các khối tính tốn đại số: Các khối chuyển đổi hệ tọa độ, ramp…


3

Số hóa file mơ phỏng

Cơng cụ: Khối C-Function
Giới thiệu

Hàm output tính tốn các
đầu ra của khối

Hàm khởi tạo các giá trị, ngắt
khối…

Khai báo các biến sử dụng

trong khối


3

Số hóa file mơ phỏng

Cơng cụ: Khối C-Function
Các kiểu biến trong khối C-Function

Input: Biến đầu vào
Output: Biến đầu ra
InputOutput: Biến vừa là đầu vào, vừa là đầu ra
Parameter: Biến chứa giá trị tham số mà người dùng có thể nhập vào
Persistent: Biến cục bộ có thể sử dụng riêng ở trong hàm

Ví dụ biến parameter trong khối CFunction


3

Số hóa file mơ phỏng

Lấy mẫu các tín hiệu đo về
Lấy mẫu với tần số = tần số
PWM

Lọc thông thấp để khử nhiễu

3

Số hóa file mơ phỏng

Số hóa các khối có chứa các khâu động học
Các bước gián đoạn hóa
Giả sử hàm truyền của 1 khâu cần gián đoạn hóa là:

Chuyển sang miền số (miền toán tử z) bằng cách sử dụng các phương pháp gián đoạn hóa: Forward Euler, Backward Euler hoặc Tustin

Forward Euler

Thu được hàm truyền trên miền z:

Sai phân: Viết lại phương trình trên dưới dạng sai phân

Backward Euler

Tustin


3

Số hóa file mơ phỏng

Số hóa các khối có chứa các khâu động học
Các bước gián đoạn hóa
Chia cả tử cả mẫu cho z^(max(m,n)), thu được (giả sử m > n)

Tiến hành nhân chéo và đặt biến như (1) để chuyển thành phương trình sai phân

(1)

Đây là phương trình dùng để code các khâu động học trong MATLAB/Simulink


3

Số hóa file mơ phỏng

Số hóa các khối có chứa các khâu động học
Các bước gián đoạn hóa
Ví dụ: Sai phân một khâu tích phân có hàm truyền

Chuyển sang miền số sử dụng phương pháp Backward Euler

Viết lại dưới dạng sai phân và chia cả tử cả mẫu của vế phải cho z

Nhân chéo và chuyển về dạng phương trình sai phân


3

Số hóa file mơ phỏng

Số hóa các khối có chứa các khâu động học
Các bước gián đoạn hóa
Ví dụ: Sai phân một khâu tích phân có hàm truyền
Tạo các trạng thái trước (k-1) trong Matlab

Code


4

Giới thiệu Toolbox Simscape

Giới thiệu
Simscape là thư viện cho phép mô phỏng các hệ thống vật lý, bao gồm các hệ thống điện, cơ học, thủy lực…

Với các ứng dụng điện tử công suất, mô phỏng hệ thống trong Simscape có thể giúp tăng độ chính xác của mơ hình

/>

4

Giới thiệu Toolbox Simscape

Simpower vs. Simscape

Buck Converter sử dụng phần tử trong thư viện Simpower

Buck Converter sử dụng phần tử trong thư viện Simscape

/>

4

Giới thiệu Toolbox Simscape

Simpower vs. Simscape

Xung ĐK đi thẳng vào cực

Van lý tưởng

G của van

Van khơng lý tưởng, có thể
Xung ĐK phải đi qua driver

khai báo thông số để thu được

trước khi đi vào cực G của

van chính xác

van

Cần khối Powergui

Cần khối Solver Configuration

Lưu ý: Khi muốn chuyển tín hiệu qua lại giữa Simulink với Simscape cần sử dụng các khối Simulink-PS Converter và PS-Simulink Converter

/>

Trân trọng cảm ơn!

Power

Electronics
Laboratory
Power Electronics
Laboratory
- Hanoi University
of Science and Technology