báo cáo môn điện tử công suất và ứng dụng phần buck boost converter

Phần I: Phương pháp tham số hóa Yunla... Các tiêu chuẩn hệ thống điều khiển-Tính ổn định ổn định BIBO-Tính ổn định nội-Sai lệch tĩnh đến 0 khi t đến ∞-Độ vọt lố độ quá điều chỉnh-Thời gi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG _PHẦN BUCK-BOOST CONVERTER_ Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Tên sinh viên: Hoàng Đại Nam Lớp: 61TĐH3 Mã sinh viên: 1951211987

HÀ NỘI

NĂM HỌC 2022-2023

Phần I: Phương pháp tham số hóa Yunla

Các tiêu chuẩn hệ thống điều khiển

-Tính ổn định (ổn định BIBO)

-Tính ổn định nội

-Sai lệch tĩnh đến 0 khi t đến ∞

-Độ vọt lố (độ quá điều chỉnh)

-Thời gian quá độ

Ý tưởng của phương pháp tham số hóa Yunla

Bộ điều khiển vòng hở là Q(s)

0 ( )

( )

a Ys

-Hệ thống vòng hở phải ổn định nội

Q(s) ổn định

Go(s) ổn định

k F

+)Tính Qs( ) F s G Q( ) 1( )s

(2)

Q(s) phải ổn định

Xét vòng kín

+) Vòng kín

0 0 ( ) ( ) ( )

( ) ( ) 1 ( ) ( ) Q

Gs G s Ys

F s

Từ (1) và (3)

0

0 0

( ) ( )

( ) ( )

1 ( ) (1)

Cs G s

Qs G s

Cs G

0

( )

1 ( ) ( )

Qs Cs

Qs G s

+)C(s) phải ổn định vòng kín

Xét G h Cs ( ) G s 0 ( )

Đồ thị bode Gh(s) có Gm>0 và Pm>0

PM>60°

+)C(s) có bền vững không

0

Định nghĩa hàm nhạy

1

1 ( ) o( ) S

Gs G s

+)Để bộ nhớ điều khiển bền vững với nhiễu thì Smax(jw) < 2 Các bước tổng hợp bộ điều khiển theo phương pháp tham số Yunla B1: Khảo sát đối tượng Go(s)

Go(s) phải ổn định

B3: Tính bộ điều khiển vòng hở

Chứng minh rằng: Q(s) ổn định

(

) s

o C

Qs G s Qs

PM>60°

Nếu không thỏa mãn thì quay lại bước 2

B6: C(s) bền vững với nhiễu

S max (jw) < 2

-Nếu không thỏa mãn thì quay lại bước 2

Phần II: Thiết kế bộ điều khiển điện áp cho

bộ biến đổi Buck-Boost

1 2

ov v vd

n n

s G

s K s

Giải

[ , , ] z p k t z f 2 ( pn mden u , )

3 1,2 ( 0,4931 2,7293 )10

Go(s) ổn định

+) Lựa chọn

2

2 1

( )

Q

u u u

F s

2

2 1

( )

Q

c

l

l

c

l c

F s

2 2 1

2.

1

;

cl cl

cl

Chọn

POT 0,707

4,

u

qd

u n t

-Bộ điều khiển từ Q(s)

1 ( ) Q(1) ( )

2 2 ( )

1

n n

Qs

s

Q(s) có ổn định không

[ , , ] z pk tf zp 2 [ num, den ]

3 1,2 ( 7,8435 7,8458 )10

=> Q(s) ổn định

-Bộ điều khiển C(s) vòng kín

( ) ( ) 0 ( )

s s

Q Cs

Q G s

2

0 2 1

2

v

C K s

C(s) có ổn định vòng kín không

57,8 0

m

m

P

=>C(s) ổn định vòng kín

C(s) có trên vòng kín

0

1

( )

1 ( ) ( )

Ss

Cs G s

max ( ) 4,54

S j dB tại 1, 2 104

,

mag, phasew bodes w [ , ]

( ) 1, 7 2

S j

C(s) bền vững

*

* s

V D

V V

Chạy chương trình trên matlab

Đồ thị bode của hệ hở

Đồ thị bode của hàm nhạy

Kết quả khi chạy mô phỏng simulink

Phần IV: Thiết kế hệ thống điều khiển Cascade cho bộ điều khiển Buck-Boost

Thiết kế bộ điều khiển ở chế độ dòng điện

Cấu trúc Cascade Chế độ điều khiển dòng điện Tổng hợp bộ điều khiển dòng điện

Sử dụng bộ điều khiển có ngưỡng

Tìm hàm truyền

~

~ ( ) ( )

i

v

is G

Xét phương pháp dòng điện của mô hình tín hiệu lớn

1 1

1

(1)

s l V D

D

1

2

2 (1 )

=> Lsx s 1 ( ) (1 Dx s ) ( ) 2

1 (1 )

R

1

C x (1 Dx ) x

R

1

s Cx s ( ) (1 Dx s ) ( ) x s ( )

R

1

(1 )

RCs

1

0 ( ) 2 ( ) (1 )

vi

l

s x s

0 0

0

(1 )

( )

vi

G s G

K

Trong đó

0

0

(1 )

RC

1 0 p

Chọn

1 ( )

1 Q

cl

F s

s

Bộ điều khiển vòng hở

0

1 ( ) (1) ( )

1 ( Q

s

0

1

0

cl

P

=> Q(s) ổn định -Bộ điều khiển vòng kín Cv(s)

( )

( ) 1 ( )

s

vs

Q

C

G s Q

0

1

( )

V

cl

s

C s

s

K

C(s) ổn định vòng kín

C(s) bền vững

0

0

( ) (1 ) ( )

vi

L

G s G

K

+) Xét Go(s) có 1 điểm cực

1

0

1

0

P

=> Go(s) ổn định +) Chọn đáp ứng vòng hở

1

( )

1

Q

a

F s

s

RC

+) Bộ điều khiển vòng hở

Q(s) có 1 điểm cực:

1 0 a P

Q(s) ổn định

-Bộ điều khiển vòng kín

+) C(s) có ổn định vòng kín không

0

( ) v ( ) ( )

v

C s C s G s

0

90 0 ( ) on dinh vong hin m

G

+)C(s) có bền vững hay không

1 ( )

1 v( ) ( )

Ss

C s G s

max ( ) 2

max ( ) 0( ) 4,57

e [ mag phase , , ] bode Ssw ,

max ( ) 1 2

S j

Kết quả khi chạy trên matlab

Kết quả khi mô phỏng simulink