Báo cáo btl TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ * - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MƠN HỌC: TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG GVHD: Trần Quang Việt Lớp: LT-02 Nhóm sinh viên thực Họ tên sinh viên MSSV Vũ Xuân Lộc 1511869 Nguyễn Cao Minh 1511985 Lê Quang Minh 1511979 Nguyễn Vũ Nguyên 1512217 TP.HCM, ngày 7/12/2016 Bài 1: I Yêu cầu toán Bộ chuyển đổi DC-DC từ điện áp cao sang điện áp thấp Ngõ Vo phụ thuộc vào Vin d(t) theo phương trình sau: Vo=d(t)Vin Trên thực tế Vin thay đổi tải R thay đổi nên d(t) cần phải điều chỉnh thích hợp để trì điện áp Vo cố định (ổn áp) Giả sử Vin thay đổi từ 6-12V tải R thay đổi từ 0.5 F, tần số đóng ngắt fSW=1/T=50KHz, ngõ Vo=3V Giới hạnH, C=100- 10W, L=100 chu kỳ tích cực d(t) lớn 0.5 II Thực tốn Mơ tả hệ thống thiết kế: Tiến hành xây dựng khối G(s) HPWM(s) a Khối HPWM(s): ► Tuyến tính hóa hệ thống PWM & Filter để tìm hàm truyền HPWM(s): - Khối PWM & Filter: - Sơ đồ tương đương hệ thống Từ sơ đồ tương đương trên, ta có hàm truyền HPWM(s)= Vin D−Vo Ls = Vo 1/Cs Vo(s)  HPWM(s) = D(s) + = Vo( s) tìm sau : D( s) Vo R Vin L LC s + s+ R ► Mô hệ thống PWM & Filter matlab: B1: Tiến hành Gõ câu lệnh hình Command Window để mở thư viện mơ hình mơ phỏng: Thư viện power lib Thư viện Simulink B2: Chọn File -> New -> Model để tạo hình làm việc, sau thực mơ hình hóa hệ thống theo phương trình : Vin D−Vo Cs Ls - Vo R = Vo Sử dụng khối cần thiết để mô phỏng: Kết mơ phỏng: Trong : - In1 : ngõ vào d(t) ( max = 0.5 ) - In3 : ngõ vào Vin ( từ 6- 12V) - In4: ngõ vào điện trở R ( thay đổi từ 0.5 - 10 Ω) - Out : Giá trị IL - Out : Giá trị Vo - Out 3: Giá trị VPWM Giản đồ Bode hàm truyền HPWM: - Vin Tiến hành vẽ giản đồ Bode hàm truyền HPWM(s) = LC s 2+ L s+ R Chọn Vin = 12V , L = 100µH , C = 100 µF, R= 0.5 Ω ta có : HPWM(s) = - 12 s +2.10−5 s+1 −18 10 Vẽ giản đồ bode matlab: nhập lệnh : bode([12], [ 10^(-8) 2*10^(-5) 1]) ta có kết quả: b Khối G(s): ► Nhiệm vụ: Duy trì ngõ Vo cố định , hệ thống G(s) ghép sau: ► Để hệ thống ổn định hoạt động tốt G(s) phải tìm cho hệ thống ghép liên tầng G(s) HPWM(s) có hàm truyền tương đương H0(s) = G(s).HPWM(s) thỏa : ωg6dB, 30≤PM≤60,DCG≥34dB (độ lợi tai ω=0) - Từ biểu đồ Bode hàm HPWM(s) ta tìm giá trị ωg ωp ωg xác định vị trí đáp ứng biên độ = db ωp xác định vị trí đáp ứng pha = -1800 Giản đồ Bode HPWM(s):  Từ kết mơ ta tìm : - ωg = 3,6.104 (rad/s) - ωp = 9,5.104 (rad/s) ► Dựa vào biểu đồ Bode hàm truyền Ho(s) điều kiện ta tìm hàm truyền: 640 9,5 104 3,75 101 ( ) Ho(s) = 65 = 640+s 9,5 104 + s s + 190,64 10 s2 +9.1466 109 s +5.776 1012 ►Lí hiệu chỉnh H0(s): Theo yêu cầu đề DCG>34DB ta lựa chọn DCG=36.25 DB (thỏa yêu cầu toán) Ta nhận thấy từ vị trí a< ωg đồ thị có dạng giống hàm bậc (độ giảm biên độ 20DB/1decade) Qua tính tốn 36.25DB a giảm xuống vị trí ωg=0DB =>a=640, Nhân thêm hệ số K để thỏa yêu cầu toán=>K=65 Từ yêu cầu toán để thỏa yêu cầu pha ωp pha=-180 0.Tại vị trí b=6400Rad/s pha=-900 Vậy để thỏa mãn yêu cầu đề 300 6dB ( thỏa ) PM = -131 – (-180) = 490 ( thỏa ) - Kết luận: Hàm truyền tìm thỏa điều kiện : ► Tìm hàm truyền G(s) : 14 3,75 10 /12 Ho( s) 3 G(s) = = = s +190,64 10 s + 9.1466 109 s +5.776 1012 HPWM ( s) −18 −5 10 s + 2.10 s+ 14 3.75 10 s +7,5 10 s+3.75 10  G(s) = 11 13 12 s +2.28768 10 s +1.097592 10 s+ 6.931210  Mơ hình hóa khối G(s) matlab: - Trong thư viện Simulink chọn khối : - Thay đổi số liệu khối để khối G(s):  Ta khối G(s) : Mô hình hệ thống hồn chỉnh : ► Ghép khối lại theo sơ đồ : ►Kết : ► Tiến hành kiểm tra hệ thống: ( thời gian mô 0.1 s) Vref = 3V , R= 0.5 Ω , Vin = V , kết mô phỏng: a Giá trị Vo