(TIỂU LUẬN) đề tài mô hình hóa mạch boost converter

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT Đề tài: Mơ hình hóa mạch Boost Converter Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Trọng Minh Họ tên: Đồng Hữu Hùng Trần Nam Trung 1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác) Mạch Boost Coverter mạch tăng áp DC-DC Mạch làm việc trạng thái van ON van OFF 1.Mô hình đóng cắt (Mơ hình xác) Trạng thái 1: Khi khóa V – On; D - Off Ta có mạch chuyển tương đương sau 1.Mơ hình đóng cắt (Mơ hình xác) Trạng thái 2: khóa V- Off, D - On Ta có mạch chuyển tương đương sau { ˙ [] ˙ = [ 1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác) • Đưa o hai hà m ng nhậ n h1, h2+ • Đưa o hà m ng cắ t u ={0,1}, u = =V on ; u = V off: • Biế%n đổ&i phương trì nh trê n nh ng bilinear:=.u+.(1-u) = + u + 1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác)  Mơ mơ hình đóng cắtE = 12V, fx = 50kHz, R = 5Ω, D=0.5, L=160 uH, C=200 uH TaChọnxâ ythơngdự ngsốđượ cmạchmơ điệnhì nhnhưđó ngsau:cắ t mạ ch điệ n sau: 1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác)  Mơ mơ hình đóng cắt 1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác)  Mơ hình vật lý Mơ mơ hình vật lý với thơng số tương tự mơ hình đóng cắt 1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác)  So sánh mơ hình đóng cắt mơ hình vật lý 2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)  Xây dựng mơ hình ˙ 1=− Ta có { (1 ˙2= Trong de hệ số lấp đầy xung điểm làm việc cân ( 1− 2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)  Mơ mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC) 2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)  Mơ mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC) 2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)  So sánh mơ hình tín hiệu lớn mơ hình đóng cắt Điều khiển Điện Tử Cơng Suất 3.Mơ hình trung bình tín hiệu nhỏ (AC) Tuyến tinh hóa quuanh điểm làm việc với biến động nhỏ tín hiệu xoay chiều sau: Thay biến động vào phương trình trạng thái Bỏ qua tích biến động nhỏ ý điểm làm việc cân ta được: ~ ˙ = Viết lại dạng ma trận hệ phương trình trạng thái: [ 1− 4.Thiết kế điều khiển  Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ (AC) • Biểu diễn lại dạng hàm truyền: G(s) = C[sI-A]-1 B + D Hàm truyền điện áp có điểm zero nằm bên phải trục ảo, gây khó khăn điều khiển trực tiếp điện áp Hàm truyền dịng điện có điểm zero nằm bên trái trục ảo, nên dễ điều khiển mạch vòng 4.Thiết kế điều khiển  Đồ thị Bode Gvd 4.Thiết kế điều khiển  Đồ thị Bode Gid 4.Thiết kế điều khiển  Thiết kế bù - Bộ bù loại có điểm không điểm cực bù hay sử dụng cấu trúc điều khiển trực tiếp cho biến đổi Boost Hàm truyền bù PID loại có dạng sau: G k C(s) c - Ta thiết kế bù cho hệ có: fc = 5000Hz PM = 55 - Tần số điểm cực Vớ i fl = 1/20 fc 4.Thiết kế điều khiển  Thiết kế bù 4.Thiết kế điều khiển  Thiết kế bù Mơ hình điều khiển Vc Mơ hình vật lý biến đổi Boost Converter 4.Thiết kế điều khiển  Thiết kế bù Xét kịch mô điều khiển: Ban đầu giá trị đặt điện áp đầu 15V Sau 0,15s thay đổi giá trị điện áp đầu 30 V Sau 0,2s giá trị tải giảm nửa Ta nhận đáp ứng hệ sau: 4.Thiết kế điều khiển  Thiết kế bù Nhận xét: Điện áp Vc hay điện áp nhanh chóng bám theo giá trị đặt 0,05s thời điểm ban đầu sau thay đổi giá trị đặt, điện áp bám theo giá trị đặt khoảng 0,05s Sau tải thay đổi, điện áp biến động nhiên nhanh chóng bám theo giá trị đặt khoảng 0.025s Tuy nhiên, độ q điều chỉnh cịn lớn, cần hồn thiện điều khiển thêm Cảm ơn thầy bạn lắng nghe ...1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác) Mạch Boost Coverter mạch tăng áp DC-DC Mạch làm việc trạng thái van ON van OFF 1.Mơ hình đóng cắt (Mơ hình xác) Trạng thái 1: Khi khóa V – On; D - Off Ta có mạch. .. (mơ hình xác)  Mơ mơ hình đóng cắt 1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác)  Mơ hình vật lý Mơ mơ hình vật lý với thơng số tương tự mơ hình đóng cắt 1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình xác)  So sánh mơ hình. .. chuyển tương đương sau 1.Mơ hình đóng cắt (Mơ hình xác) Trạng thái 2: khóa V- Off, D - On Ta có mạch chuyển tương đương sau { ˙ [] ˙ = [ 1 .Mô hình đóng cắt (mơ hình xác) • Đưa o hai hà m ng