M: x2= Π (x 1) Ta sẽ cú:
Mễ PHỎNG KIỂM CHỨNG TRấN NỀN MATLAB & SIMULINK
4.2.3 Bộ điều chỉnh dũng điện
Bộ điều chỉnh dũng điện sử dụng mạch vũng phản hồi dũng điện, sử dụng bộ điều chỉnh PI tuyến tớnh, đầu vào bộ điều chỉnh là giỏ trị sai lệch dũng điện ra và dũng điện đặt e = I- I*, đầu ra là tớn hiệu i. Như vậy hệ thống lỳc này cú hai mạch vũng phản hồi:
- Vũng trong là mạch tuyến tớnh hoỏ
- Vũng ngoài là phản hồi dũng điện cú tỏc động nhanh, bộ điều khiển là điều khiển tuyến tớnh PI
Ta cú sơ đồ cấu trỳc như sau
Hỡnh 4.9: Sơ đồ khối điều khiển dũng Ta cú sơ đồ cấu trỳc trờn Simulink như sau
Bộ ĐK dũng PI tuyến tớnh Bộ ĐK cận tuyến tớnh phản hồi trạng thỏi DC-DC Buck converter Id* _ Vd Id
Hỡn ỡn h 4 .1 0 : Đ iề u kh iể n dũ ng tr ờn s im ul in k
Hỡnh 4.11: Bộ điều chỉnh PI và cửa sổ nhập dữ liệu
Bộ điều khiển PI (Proportional-Intergral controller) bộ điều khiển tỉ lệ tớch phõn) phải cú cỏc thụng số được lựa chọn thoả món cỏc yờu cầu động:
- Lượng quỏ điều chỉnh nhỏ - Thời gian quỏ độ nhỏ - Số lần dao động nhỏ
Bộ thụng số : hệ số tỷ lệ, hệ số tớch phõn, chọn được là bộ thụng số tối ưu làm cho đặc tớnh hệ thống thoả món yờu cầu động trờn. Với bộ điều khiển PI, cỏc thụng số được của bộ điều chỉnh được chọn theo phương phỏp thực nghiệm thụng qua việc thử nghiệm trờn mụ hỡnh mụ phỏng và điều chỉnh theo sự đỏnh giỏ tớnh chất đặc tớnh của hệ thống.
Theo cỏch tớnh toỏn đó trỡnh bày ở chương 2, khi giỏ trị điện ỏp ra v= 18V, mạch đạt tới trạng thỏi cõn bằng thỡ giỏ trị dũng cõn bằng trờn cỏc cuộn cảm i= 0.72A; ta chạy chương trỡnh cho kết quả thể hiện trờn cỏc giản đồ sau
Hỡnh 4.12: Dũng điện qua cuộn cảm L
Dũng điện i nhanh chúng tiến đến giỏ trị cõn bằng đặt i= 0.72A và dao động quanh giỏ trị này trong khoảng thời gian nhỏ. Sau đú ổn định tại giỏ trị
cõn bằng dũng điện, quan sỏt trong khoảng thời gian nhỏ để thấy được sự dao động.
Hỡnh 4.13: Sự dao động của dũng điện qua L
Tớn hiệu điều khiển u là một chuỗi xung được tạo ra từ bộ xung bằng
∆− −
∑ modul, trong thực tế mo phỏng mối liện hệ giữa tớn hiệu u và dũng
điện i được thể hiện rừ trong giản đồ trờn hỡnh 4.14. khi bắt đầu, dũng điện i bằng khụng, do i- i>0 và tớn hiệu điều khiển u=1, khoỏ FET mở dẫn dũng qua cuộn cảm L vào bộ biến đổi, dũng điện qua L tăng lờn trong khoảng thời gian ngắn, đến khi i> i thỡ i- i<0 do đú u=0 làm khoỏ FET đúng lại , dũng điện qua L lỳc này chỉ cũn là dũng điện do năng lượng tớch luỹ trờn điện cảm gõy ra và giảm dần nhỏ hơn giỏ trị cõn bằng đặt thỡ i- i>0 và u=1, khoỏ FET lại được mở. Quỏ trỡnh trờn lại lặp lại tạo ra hiện tượng dao động cảu dũng điện thực quanh giỏ trị dũng điện cõn bằng đến khi đạt giỏ trị đặt thỡ dừng lại.
Hỡnh 4.14: Mối quan hệ giữa dũng phản hồi tuyến tớnh và tớn hiệu điều khiển u
Hỡnh 4.15: Tớn hiệu điều khiển u cho bộ biến đổi
Hỡnh 4.16: Điện ỏp ra trờn C
Điện ỏp ra trờn tụ C được biểu thị bằng đường đặc tớnh trờn hỡnh 4.15 với quỏ trỡnh qỳa độ rất nhỏ t <0.01s, và bỏm sỏt giỏ trị cõn bằng theo yờu cầu.
Từ đõy ta cú thể kết luận rằng bộ điều khiển phản hồi trạng thỏi đó đạt yờu cầu chất lượng động và tĩnh, khi thay đổi cỏc giỏ trị dũng đặt i* khỏc nhau ta đều nhận được dũng i bỏm sỏt theo giỏ trị dũng yờu cầu, đạt được cỏc chỉ tiờu chất lượng của hệ thống. Tuy nhiờn với bộ biến đổi điện ỏp núi chung và bộ biến đổi giảm ỏp núi riờng thỡ việc điều chỉnh điện ỏp thụng qua việc điều chỉnh dũng điện trờn cỏc cuộn cảm là hết sức bất tiện, khụng phự hợp với nguyờn tắc điều khiển. Do vậy, hệ thống cần phải cú bộ điều chỉnh thoả món: khi cần điện ỏp ra Vra đạt giỏ trị mong muốn thỡ chỉ cần thay đổi giỏ trị điện ỏp đặt và điện ỏp ra sẽ bỏm theo giỏ trị điện ỏp đặt này, đồng thời cỏc quỏ trỡnh quỏ độ cũng phải đạt cỏc chỉ tiờu chất lượng.