Nâng cao chất lượng bộ biến đổi DC-DC bằng bộ điều khiển trượt

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN VĂN THỤ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỘ BIÊN ĐỔI DC-DC BẰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT Chuyên ngành : Tự động hóa Mã số: 60.52.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ANH DUY Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN DOÃN PHƯỚC Phản biện 2: TS TRẦN ĐÌNH KHÔI QUỐC Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 05 tháng 05 năm 2013 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài - Đối với toán chuyển đổi điện áp DC – DC có nhiều phương pháp nghiên cứu ứng dụng thực tế chuyển đổi nguồn tuyến tính, nguồn ngắt mở (Switched Mode Power Supply)…Tuy nhiên chúng có hạn chế độ ổn định điện áp chưa cao, tổn hao lượng lớn, cồng kềnh, giá thành lớn - Điều khiển PID ứng dụng cho biến đổi DC-DC chất lượng điện áp chưa thỏa mãn yêu cầu - Bộ điều khiển trượt thiết kế so sánh với điều khiển PID cho thấy khả ứng dụng để nâng cao chất lượng biến đổi DC-DC Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế điều khiển trượt cho biến đổi DC-DC giảm áp Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu biến đổi DC-DC với chuyển mạch đơn cách sử dụng phương trình toán học - Thực điều khiển PID cho biến đổi DC-DC nghiên cứu trước - Thiết kế điều khiển cho biến đổi DC-DC điều khiển trượt - So sánh kết thu từ hai phương pháp điều khiển kết luận Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu cấu trúc điều khiển xây dựng mô hình, mô phần mềm Matlab - Simulik Bố cục đề tài Footer Page of 126 Header Page of 126 Luận văn tổ chức sau Ngoài phần mở đầu kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn chia thành chương sau Chương Giới thiệu chung biến đổi DC-DC Chương Nguyên lý điều khiển trượt Chương Điều khiển trượt cho biến đổi DC-DC Chương Mô kiểm chứng Matlab- Simulink Kết luận hướng phát triển đề tài CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 PHÂN LOẠI CÁC BỘ BIẾN ĐỔI BÁN DẪN 1.3 KHÁI QUÁT VỀ MẠCH BĂM XUNG 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Ưu điểm phương pháp dùng mạch băm xung 1.3.3 Phân loại 1.3.4 Nguyên tắc hoạt động chung mạch băm xung 1.3.5 Các phương pháp điều chỉnh điện áp a Phương pháp thay đổi độ rộng xung b Phương pháp thay đổi tần số xung 1.4 CÁC BỘ BIẾN ĐổI DC-DC 1.4.1 Bộ biến đổi giảm áp (buck converter) 1.4.2 Bộ biến đổi đảo áp (buck-boost converter) 1.4.3 Bộ biến đổi tăng áp (boost converter) 1.5 CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP DC-DC 1.5.1 Chế độ dòng điện liên tục 1.5.2 Chế độ dòng điện gián đoạn Footer Page of 126 Header Page of 126 1.5.3 Chọn giá trị Lmin cho chuyển đổi điện áp DC-DC 1.6 KẾT LUẬN Bộ biến đổi DC-DC có nhiều ưu điểm vượt trội kết cấu mạch đơn giản, hoạt động cho hiệu suất cao nhờ kĩ thuật băm xung áp chiều, tổn thất điện thấp Bằng phương trình toán học cho biết làm ta chọn Lmin cho ba chuyển đổi (giảm áp, tăng áp đảo áp) để chắn hoạt động chế độ DĐGĐ DĐLT điện áp CHƯƠNG NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT 2.1 GIỚI THIỆU 2.2 CÁC HỆ THỐNG CẤU TRÚC BIẾN 2.2.1 Điều khiển hệ thống điều chỉnh chuyển mạch đơn 2.2.2 Các mặt trượt 2.2.3 Cơ sở nguyên lí điều khiển trượt 2.3 XEM XÉT NGUYÊN LÍ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT 2.3.2 Điều kiện tồn 2.3.3 Điều kiện tiếp cận 2.3.4 Mô tả hệ thống phương thức trượt 2.3.5 Rung (chattering) 2.4 KẾT LUẬN Chương nêu lên vấn đề nguyên lý điều khiển trượt Sau tìm hiểu phương pháp điều khiển trên, tác giả luận văn chọn phương pháp điều khiển trượt làm sở cho việc nghiên cứu phương pháp có ưu điểm tính bền vững thay đổi nhiễu, đáp ứng nhanh độ xác cao, phù hợp với đối tượng điều khiển có tính phi tuyến mạnh Tuy nhiên phương pháp điều khiển trượt truyền thống có nhược điểm xuất hiện tượng Footer Page of 126 Header Page of 126 chattering, tượng không mong muốn, ảnh hưởng lớn đến chất lượng hệ điều khiển trượt Việc nghiên cứu hạn chế tượng chattering định hướng để nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT CHO BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC 3.1 MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG CỦA BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC GIẢM ÁP Để tìm mô hình hệ thống biến đổi giảm áp DC-DC, luận án ta xét biến đổi giảm áp DC-DC hoạt động chế độ liên tục Hình 3.1: Bộ biến đổi DC-DC giảm áp (u=1 đóng, u=0 ngắt) Ở hình 3.1, thuận tiện sử dụng hệ thống mô tả liên quan đến sai lệch điện áp đầu đạo hàm nghĩa (3.1) x1  Vref  Vo dx1 dV i (3.2)  o  c dt dt C Trong Vref điện áp tham chiếu (điện áp mong muốn), Vo x2  điện áp thực tải, ic dòng điện qua tụ Như x1  x2 x2   d ic C dt Footer Page of 126 (3.3) (3.4) Header Page of 126 Xét dòng điện điện áp mạch điện khóa đóng ta suy được: x2   V Vin x u   ref  x2 LC LC LC RLC (3.13) (3.3) (3.13) phương trình trạng thái với biến x1 x2 biến đổi DC-DC giảm áp 3.2 ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT CHO BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC GIẢM ÁP 3.1.1 Mặt phẳng pha mô tả điều khiển cho trượt giảm áp DC-DC Có thể viết lại phương trình trạng thái biến đổi giảm áp DC-DC dạng: x  Ax  Bu  D (3.19) Trong u đại lượng đầu vào gián đoạn giả thiết có giá trị     , B   Vin  ,   LC  RL C   A    LC    D  Vref   LC  (3.20) Đáp ứng quĩ đạo pha tương ứng u  0, vẽ hình 3.2 Hàm trượt chọn  x  c1 x1  c2 x2  C T x  (3.21) Trong C  c1 ,c2  véctơ hệ số mặt phẳng trượt T x  x1 x2  T Phương trình (3.21) mô tả đường thẳng mặt phẳng pha qua gốc tọa độ (chính điểm hoạt động ổn định cho biển đổi điện áp: sai lệch điện áp đạo hàm sai lệch 0) Thay phương trình (3.3), (3.13) vào (3.21) dẫn đến  ( x)  c1 x1  c2 x1  (3.22) Phương trình (3.22) mô tả hệ thống động chế độ trượt Footer Page of 126 Header Page of 126 Ta chọn luật điều khiển bám   ( x)  (3.23) u , 0  ( x)  Khi khóa (van) ngắt dòng điện qua cuộn cảm ( i L ) giả định giá trị không âm, i L tiến 0, tụ ngừng nạp, hàm mũ nạp điện tụ tiến Điều tương ứng với chế độ dẫn gián đoạn đặt giới hạn lên biến trạng thái Biến vùng suy giới hạn iL  x2  (Vref  x1 ) RLC Hình 3.2: Quĩ đạo hệ thống đường trượt mặt phẳng pha biến đổi giảm áp 3.1.2 Điều kiện tồn chế độ trượt Để chứng minh điều kiện tồn chế độ trượt v ng trượt giảm áp DC-DC ta lấy đạo hàm phương trình (3.21) (3.34)  ( x)  CT x  Thay phương trình (3.19) vào (3.34) ta Footer Page of 126 Header Page of 126  ( x)  CT Ax  CT Bu  CT D (3.35) Với điều kiện tồn cho v ng trượt từ phương trình (2.11) ta có: C T Ax  C T Bu  C T D   ( x)   ( x)   T T  T C Ax  C Bu  C D   ( x)  (3.36) Sử dụng phương trình (3.20) (3.35) với điều kiện đầu u  với  ( x)  phương trình (3.23) ta 1 ( x)  (c1  Vref  Vin c2 c ) x2  x1  0 RL C LC LC (3.38) Tương tự với điều kiện thứ hai u  với  ( x)  phương trình (3.23) ta có 2 ( x)  (c1  Vref c2 c ) x2  x1  c2  RL C LC LC (3.40) Phương trình 1 ( x)  2 ( x)  xác định hai đường thẳng mặt phẳng pha với c ng độ dốc qua hai điểm tương ứng ( Vref , ) ( V ref Vin ) Vùng tồn chế độ trượt hình 3.3 cho c1  c2 RLC hình 3.4 cho c1  c2 RL C Có thể nhìn thấy rằng, giá trị c1 giảm gây suy giảm vùng tồn chế độ trượt (hệ số c1 đường trượt định đáp ứng động hệ thống chế độ trượt) Từ phương trình (3.22) đáp ứng động hệ thống bậc với số thời gian   c2 c1 Như tốc độ đáp ứng cao nghĩa   RL C (3.38) (3.40) giới hạn tồn chế độ trượt nguyên nhân gây điều chỉnh thời gian độ Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 Hình 3.3 : Vùng tồn chế độ trượt mặt phẳng pha c1  c2 Ranh giới vùng rõ phương trình( 3.38) RL C (3.40) Điểm (Vref ,0) chắn vùng quĩ đạo khóa(van) đóng điểm (Vref –Vin,,0) khóa(van) ngắt Hình 3.4: Vùng tồn chế độ trượt mặt phẳng pha c c1  Ranh giới vùng rõ phương trình (3.38) RL C (3.40) Điểm Vref ,0) chắn vùng quĩ đạo khóa(van) đóng điểm (Vref –Vin,,0) khóa(van) ngắt Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 10 - Chọn giá trị gợn sóng dòng điện iL 1A, ta tìm giá trị điện cảm L cần thiết cho chuyển đổi DC-DC giảm áp từ phương trình: VL  L iL i  L L  L  60H t DTs - Chọn giá trị gợn sóng vc  vo  0.003V , từ phương trình (4.3) ta tìm giá trị tụ C V D(1  D) (4.3) vc  o 8LCf  C  208F , ta chọn C  220F 4.1.2 Mô hình hóa mạch động lực Matlab-Simulink Hình 4.3: Mô hình biến đổi DC-DC giảm áp 4.2 XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN 4.2.1 Bộ điều khiển PID khiển PID cho biến đổi DC-DC giảm áp có thông số mạch lực: C  220F , L  60H , RL  13, Vin  24V , Vo  12V , f s  100kHz  s  3142 s  10681 Gc  10   S   s  91106 Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 11 Hình 4.4: Sơ đồ khối điều khiển PID giảm áp Matlab-SimulinkTM Ghép với mô hình mạch lực biến đổi ta có sơ đồ mô Hình 4.5: Điều khiển PID cho biến đổi giảm áp 4.2.2 Xây dựng điều khiển trượt Sử dụng điều khiển trượt với mặt trượt  ( x)  c1 x1  c2 x2 , ta xác định luật điều khiển sau: (c1 x1  c2 x2 )   u  (c1 x1  c2 x2 )   u   u  sign(c1x1  c2 x2 ) Trong x1 sai lệch điện áp đầu ra, x2 đạo hàm x1 Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 c1,c2 số tích phân lấy dương Hình 4.8: Điều khiển trượt cho biến đổi DC-DC giảm áp Giá trị c1,c2 chọn cho giảm độ điều chỉnh thấp với điều kiện c1  c2 Nếu ta chọn c1 = c2  0.0028 , qua nhiều RL C lần thử nghiệm ta chọn c2 = 0.0025 Mô ta dạng sóng điện áp dòng điện sau dien áp (V) 12.002 12.001 12 11.999 Dong dien qua L (A) 11.998 0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.1821 0.1821 0.1821 0.1821 0.1821 1.5 0.92 0.5 0.182 0.182 0.1821 0.1821 0.1821 0.1821 0.1821 Timer(s) Hình 4.9: Gợn sóng điện áp Vo dòng điện qua cuộn cảm L Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 13 Ta thấy độ dao động dòng điện 1A quanh giá trị cân 9.2A độ dao động điện áp nhỏ khoảng 0.003V 4.3 SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT VỚI ĐIỀU KHIỂN PID Các kết sau thực mô điều khiển trượt với điều khiển PID mô hình biến đổi điện áp DC-DC giảm áp 4.3.1 Thời gian xác lập độ điều chỉnh PID 15 Qua dieu chinh =3V 12 V 10 Thoi gian xac lap =0.002s 0.002 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.015 0.02 0.025 30 20 A Qua dieu chinh =28A 10 0.002 0.005 0.01 Timer(s) Hình 4.12: Điện áp Vo dòng điện qua L điều khiển PID Cho ta thấy thời gian xác lập 0.002s độ điều chỉnh dòng điện 28A điện áp 3V Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 14 SMC 16 12 V 10 Thoi gian xac lap = 0.011s 0 0.005 0.011 0.015 0.02 0.025 0.011 0.015 Timer(s) 0.02 0.025 A Thoi gian xac lap = 0.011s 1.2 0.5 0 0.005 Hình 4.13 : Điện áp Vo dòng điện qua L điều khiển trượt Cho ta thấy thời gian xác lập 0.011s độ điều chỉnh dòng điện không đáng kể Bảng so sánh 4.1: Thời gian xác lập độ điều chỉnh Bộ điều khiển Điều khiển PID Điều khiển trượt Thời gian Độ Thời gian Độ xác lập điều chỉnh xác lập điều chỉnh Điện áp (Vo) 0.002s 3V 0.011s 0V Dòng điện qua L 0.002s 28A 0.011s 0A Thông số *Nhận xét: Nhìn vào bảng so sánh 4.1, ta thấy điều khiển trượt có thời gian xác lập lớn (0.011s) gấp lần so với PID (0.002s), b lại độ điều chỉnh không đáng kể so với PID Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 15 4.3.2 Tác động thay đổi điện áp vào (Vin) a Điện áp vào Vin tăng từ 24V lên 28V PID Vo 12.2 12 11.8 0.02 0.021 0.022 0.023 0.024 0.021 0.022 0.023 0.024 0.025 0.026 0.027 0.028 0.029 0.03 0.025 0.026 Timer(s) 0.027 0.028 0.029 0.03 28 Vin 27 26 25 24 0.02 Hình 4.14: Điện áp điều khiển PID Vin từ 24V lên 28V Vo SMC 12.2 12 11.8 0.02 0.021 0.022 0.023 0.024 0.021 0.022 0.023 0.024 0.025 0.026 0.027 0.028 0.029 0.03 0.025 0.026 Timer(s) 0.027 0.028 0.029 0.03 28 Vin 27 26 25 24 0.02 Hình 4.15: Điện áp điều khiển trượt Vin tăng từ 24V lên 28V Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 Bảng so sánh 4.2: Hệ thống làm việc điện áp vào từ 24V lên 28V Bộ điềukhiển Điều khiển PID Điều khiển trượt Thời gian Dao động Thời gian Dao động xác lập đỉnh-đỉnh xác lập đỉnh-đỉnh  0s  0V  0s  0V Thông số Điện áp (Vo) *Nhận xét: Nhìn vào bảng so sánh 4.2 ta thấy điện áp hai điều khiển cho độ ổn định tốt điện áp điện áp vào Vin tăng b Điện áp vào Vin giảm từ 24V xuống 18V PID Vo 12.4 12.15 Dao dong dinh-dinh =0.2V 12 11.9 0.029 0.0295 0.03 0.0305 0.031 0.0315 0.032 0.0295 0.03 0.0305 0.031 0.0315 0.032 0.03 0.0305 Timer(s) 0.031 0.0315 0.032 Vin 24 22 20 18 0.029 iL 3.5 Dao dong dinh-dinh =3.5A 0.029 0.0295 Hình 4.16: Điện áp điều khiển PID Vin giảm từ 24V đến 18V Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 17 SMC Vo 12.4 12 11.8 0.029 0.0295 0.03 0.0305 0.031 0.0315 0.032 0.0295 0.03 0.0305 0.031 0.0315 0.032 0.0305 0.031 0.0315 0.032 Vin 24 18 0.029 iL Dao dong dinh-dinh =1A 1.4 0.4 0.029 0.0295 0.03 Timer(s) Hình 4.17: Điện áp điều khiển trượt Vin giảm từ 24V đến 18V Bảng so sánh 4.3: Hệ thống làm việc Vin từ 24V xuống 18V Bộ điều khiển Điều khiển PID Điều khiển trượt Thời gian Dao động Thời gian Dao động xác lập đỉnh-đỉnh xác lập đỉnh-đỉnh Điện áp (Vo)  0s 0.2V  0s  0V Dòng điện qua L  0s 3.4A  0s 1A Thông số *Nhận xét: Nhìn vào bảng so sánh 4.3, ta thấy điện áp điều khiển trượt ổn định điện áp điều khiển PID bắt đầu có gợn sóng điện áp tăng (0.2V) dòng điện qua L gián đoạn 4.3.3 Tác động thay đổi giá trị tải a Hệ thống làm việc không tải (RL = 1.3kΩ) Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 18 PID Vo 12.3 12 11.7 Dao dong dinh-dinh =0.6V 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.08 0.09 0.1 3.4 iL Dao dong dinh-dinh =3.4A 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 Timer(s) Hình 4.18: Điện áp điều khiển PID hệ thống làm việc không tải SMC Vo 12.3 12 11.7 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.04 0.05 0.06 0.07 Timer(s) 0.08 0.09 0.1 iL 0.03 Hình 4.19: Điện áp điều khiển trượt khi hệ thống làm việc không tải Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 19 Bảng so sánh 4.4: Hệ thống làm việc không tải (RL = 1.3kΩ) Bộ điều khiển Điều khiển PID Điều khiển trượt Thời gian Dao động Thời gian Dao động xác lập đỉnh-đỉnh xác lập đỉnh-đỉnh Điện áp (Vo)  0s  V  0s  0V Dòng điện qua L  0s 3.4A  0s  0A Thông số *Nhận xét: Nhìn vào bảng so sánh 4.4, ta thấy điện áp dòng điện qua L điều khiển trượt ổn định so với điều khiển PID b Hệ thống làm việc tải (RL = 1.3Ω) PID 12.05 11.95 V Dao dong dinh - dinh =0.1V 11.6 11.4 11.2 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.03 0.035 Timer(s) 0.04 0.045 15 A 11.2 9.2 Dao dong dinh - dinh =4A 7.2 0.025 Hình 4.20: Điện áp điều khiển PID hệ thống làm việc tải Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 20 SMC Vo 12 11.8 11.6 Thoi gian xac lap =0.01s 11.4 11.2 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.04 0.045 iL 9.2 Thoi gian xac lap =0.005s 0.92 0.025 0.03 0.035 Timer(s) Hình 4.21: Điện áp điều khiển trượt hệ thống làm việc tải Bảng so sánh 4.5: Hệ thống làm việc tải (RL=1.3Ω) Bộ điều khiển Điều khiển PID Điều khiển trượt Thời gian Dao động Thời gian Dao động xác lập đỉnh-đỉnh xác lập đỉnh-đỉnh Điện áp (Vo)  0s  V  0.01s  0V Dòng điện qua L  0s 4A  0.005 s  0A Thông số *Nhận xét: Nhìn vào bảng so sánh 4.5, ta thấy điện áp dòng điện qua L điều khiển trượt tốt so với điều khiển PID, nhiên thời gian xác lập điều khiển trượt lớn gấp 10 lần so với điều khiển PID Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 c Hệ thống làm việc với tải có thành phần điện kháng L= 100mH RL= 1.3Ω PID 15 Vo 12 Thoi gian xac lap =0.3s 7.5 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.25 0.3 0.35 0.4 29 20 iL Thoi gian xac lap =0.3s Dao dong dinh-dinh =4.5A 11.5 9.2 0 0.05 0.1 0.15 0.2 Timer(s) Hình 4.22: Điện áp dòng điện L điều khiển PID hệ thống làm việc với tải có thành phần điện kháng SMC 15 Vo 12 Thoi gian xac lap =0.02s 0.02 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.25 0.3 0.35 0.4 iL 10 9.2 Thoi gian xac lap =0.35s 0.02 0.1 0.15 0.2 Timer(s) Hình 4.23: Điện áp dòng điện L điều khiển trượt hệ thống làm việc với tải có thành phần điện kháng Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 22 Bảng so sánh 4.6: Hệ thống làm việc với tải có điện kháng Bộ điều khiển Điều khiển PID Điều khiển trượt Thời gian Dao động Thời gian Dao động Thông số xác lập đỉnh-đỉnh xác lập đỉnh-đỉnh Điện áp (Vo)  0.3 s Không  0.02 s 0V 0.35s 0.5A đáng kể Dòng điện qua L  s 3.5A *Nhận xét: Nhìn vào bảng so sánh 4.6, ta thấy thời gian xác lập điện áp nhanh thời gian xác lập dòng điện qua L, hai điều khiển có độ ổn định tốt 4.4 KẾT QUẢ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT CHO BỘ BIẾN ĐỔI DCDC TĂNG ÁP Điều khiển trượt cho biến đổi DC-DC tăng áp có thông số mạch lực là: C  220F , L  80H , RL  20, Vin  12V , Vo  24V , f s  100kHz Hình 4.28: Bộ biến đổi DC-DC tăng áp Khi mô ta thu kết sau : Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 Dien ap Vo 24 20 V 15 10 0 Timer(s) x 10 -4 Hình 4.29: Điện áp biến đổi DC-DC tăng áp *Nhận xét: Ta thấy điện áp tiến nhanh đến giá trị cân thời gian ngắn 0.00005s, không xảy điều chỉnh độ dao động điện áp nhỏ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn giải thành công yêu cầu đề tài “nâng cao chất lượng biến đổi DC-DC điều khiển trượt” mà cụ thể biến đổi giảm áp Bằng việc so sánh kết mô điều khiển trượt điều khiển PID ta thấy chất lượng điện áp điều khiển trượt ổn định điều thể khả nâng cao chất lượng điện áp biển đổi DC-DC điều khiển trượt Luận văn thực yêu cầu sau: - Làm rõ cấu trúc, đưa mô hình toán học biến đổi giảm áp Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 - Nghiên cứu nguyên lý điều khiển trượt thông qua việc nghiên cứu khái niệm hệ thống cấu trúc biến, mặt trượt tính tiếp cận mặt trượt - Xây dựng điều khiển cho biến đổi giảm áp sở áp dụng nguyên lý điều khiển trượt, khảo sát tính ổn định mô hình toán học hệ thống - Đưa cấu trúc điều khiển Matlab & Simulink Thực mô khảo sát đặc tính chất lượng hệ thống, hoàn thiện thiết kế cho hệ thống - So sánh kết điều khiển trượt với điều khiển PID thấy điều khiển trượt có ưu nhiều so với điều khiển PID - Đưa kết điều khiển trượt cho biến đổi DC-DC tăng áp xuất phát từ ý tưởng luật điều khiển trượt biến đổi DC-DC giảm áp Trong tương lai đề tài phát triển theo hướng sau: - Thực mô hình thực tế - Có thể đưa iL vào biến trạng thái để thực điều khiển cho ba chuyển đổi giảm áp, tăng áp đảo áp Footer Page 26 of 126 ... việc so sánh kết mô điều khiển trượt điều khiển PID ta thấy chất lượng điện áp điều khiển trượt ổn định điều thể khả nâng cao chất lượng điện áp biển đổi DC-DC điều khiển trượt Luận văn thực... hưởng lớn đến chất lượng hệ điều khiển trượt Việc nghiên cứu hạn chế tượng chattering định hướng để nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT CHO BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC 3.1... với biến x1 x2 biến đổi DC-DC giảm áp 3.2 ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT CHO BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC GIẢM ÁP 3.1.1 Mặt phẳng pha mô tả điều khiển cho trượt giảm áp DC-DC Có thể viết lại phương trình trạng thái biến