M: x2= (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. Nhƣ 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 nhƣ sau
Hỡnh 4.9: Sơ đồ khối điều khiển dũng Ta cú sơ đồ cấu trỳc trờn Simulink nhƣ sau
Bộ ĐK dũng PI tuyến tớnh Bộ ĐK cận tuyến tớnh phản hồi trạng thỏi DC-DC Buck converter Id* _ Vd Id
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 54 Hỡnh 4. 10 : Điều khiển dũng trờn simulink
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 55
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 đƣợc lựa chọn thoả món cỏc yờu cầu động:
- Lƣợng quỏ điều chỉnh nhỏ - Thời gian quỏ độ nhỏ - Số lần dao động nhỏ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 56 Bộ thụng số : hệ số tỷ lệ, hệ số tớch phõn, chọn đƣợc là bộ thụng số tối ƣu làm cho đặc tớnh hệ thống thoả món yờu cầu động trờn. Với bộ điều khiển PI, cỏc thụng số đƣợc của bộ điều chỉnh đƣợc chọn theo phƣơng 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 chƣơng 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 chƣơng 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
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 57 cõn bằng dũng điện, quan sỏt trong khoảng thời gian nhỏ để thấy đƣợc sự dao động.
Hỡnh 4.13: Sự dao động của dũng điện qua L
Tớn hiệu điều khiển u là một chuỗi xung đƣợc tạo ra từ bộ xung bằng
modul, trong thực tế mo phỏng mối liện hệ giữa tớn hiệu u và dũng điện i đƣợc 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 lƣợng 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 đƣợc mở. Quỏ trỡnh trờn lại lặp lại tạo ra hiện tƣợng dao động cảu dũng điện thực quanh giỏ trị dũng điện cõn bằng đến khi đạt giỏ trị đặt thỡ dừng lại.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 58 Hỡnh 4.14: Mối quan hệ giữa dũng phản hồi tuyến tớnh và tớn hiệu điều khiển u
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 59 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 đƣợc biểu thị bằng đƣờng 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.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 60 Từ đõy ta cú thể kết luận rằng bộ điều khiển phản hồi trạng thỏi đó đạt yờu cầu
chất lƣợng động và tĩnh, khi thay đổi cỏc giỏ trị dũng đặt *
i khỏc nhau ta đều
nhận đƣợc dũng i bỏm sỏt theo giỏ trị dũng yờu cầu, đạt đƣợc cỏc chỉ tiờu chất lƣợng 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 lƣợng.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 61