Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi buck boost
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (519.89 KB, 13 trang )
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
Bài 5: Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost có thông sô mạch lực như
dưới đây:
Tham số bộ biến
đổi Buck-Boost
Điện áp uin = 24V, điện áp ra uo = 15V
Điện cảm L = 100µH
Tụ điện C = 697µF và rC = 0,01 Ω
Tần số phát xung fx = 100kHz.
Công suất 100W
1.
Xâysựngmôhìnhtínhiệutrungbìnhcủabộbiếnđổi Buck Boost
a. Trạngthái 1 ( V thong , D khóa )
1
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
=> =>
Đặt, ,
Suyra :
b.
Trạngthái 2 ( V khóa , D thông)
Ta có :
2
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
Môhìnhtrungbìnhmôtảbộbiếnđổi Buck-Boost vớihếsốđiềuchếlàd :
Tạiđiểm là việccânbằng ta có :
Môhìnhtínhiệunhỏcủabộbiếnđổi DC/DC :
Ta có
Tínhtoáncácgiátrịđãcho :
Ta có :
II. Tínhtoánchọn van
Dòngtải là :
3
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
Dòngtrungbình qua van V :=
Dòngtrungbình qua diotD :
Hai van chịuđượcđiệnáp
Vậynênchọn van V
III. Thiếtkếbộđiềukhiểntheochếđộđiềukhiểnđiệnáp
Sơđồkhốicầutrúcđiềukhiểntheođiệnáp :
Ta cóhàmtruyềngiữađiệnápđầuravàhệsốđiềuchế :
Dạngkháccủahàmtruyềnnày ta có :
Theo đềbài ta có :
Suyra :
4
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
Khikhôngcóbộbù, theođồthi bode tầnsốcắtlà 76,6 kHz . Độdựtrữpha PM là -57,60
Ta thiếtkếbộbù Lead PDđạtđượctầnsốcắtdướitầnsốfRHP =>fc=800Hz
vàcóđộdựtrữphamongmuốn là 450
Sửdụnglệnh [mag,phase]=bode(Gvd,2*pi*800) ta được
Theo côngthức 3.102 trongbàigiảng ta có :
Phacủabộđiềukhiểnlà
0,041
Ta cóđồthịbodehệhở
5
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
* Dùngbộbù PD loại 2 thì ta được :gócphabộbùsẽ them khâutíchphâncóphalà -90
độnêngócphasẽlà : -90 -180+45-146,6=-191,6
Gc0=1065,6
6
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
25
20
15
10
5
0
-5
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
Sửdụngbộbùhaiđiểmkhông, haiđiểmcực
7
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
Dùnglệnh [mag,phase]=bode(Gvd,2*pi*800) ta được
Biênđộbộbùđượcxácđịnh :
Kếtquảmôphỏnglà:
8
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
25
20
15
10
5
0
-5
0
0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009
0.01
Dùng PID ta cówzvàwpgiống PD, chọnfL
Wz=786,44*2*pi=4939
Wp=5111
WL=439
W0=2329;Wc=628Hz;Gco PID=9,247.
Kếtquảmôphỏng:
9
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
0
0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009
0.01
IV. Điềukhiểndòngđiện
1.
Điềukhiểndòngđiệnđỉnh
Sơđồkhốiđiềukhiểndòngđiệnđỉnh
10
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
Ta có :
63,375.
=
Bộđiềukhiểnđiệnáp dung bộđiềuchỉnhđiệnápkiểu PI
Điểm zero củabộđiềuchỉnhđượcchọnbằngđiểmcựccủahàmtruyềnđạthay 898,5 rad/s
ChọnGcuo=10trongquátrìnhthiếtkế
Ta đượckếtquảmôphỏng
11
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
0
0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009
0.01
0
0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009
0.01
400
300
200
100
0
-100
-200
2,Điềukhiểntheonguyênlýdòngđiệntrungbình
12
Thiết kế cấu trúc điều khiển bộ biến đổi Buck-Boost
Hàmtruyềngiữadòngđiệnchảy qua cuộncảmvàhệsốđiềuchế
Gid(s)==
Trongđó den(s)=
Trongđó :Gido==63,4
Wo=2331 ---->f0=371Hz
W1=1658 -------> f1=264Hz
Q0=3,7
Kếtquảmôphỏng
13
