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

3
1.5.3 Chn giá tr L
min
cho chuyn áp DC-DC
1.6. KT LUN
B bii DC-DC có nhit trt cu mch
n, hong cho hiu sut cao nh t
chiu, tn thp. B h
bit làm th nào ta ch c L
min
cho ba b chuyi (gim áp,
 chc chn hong trong ch  c
n áp.
. U KHIT
2.1. GII THIU
2.2. CÁC H THNG CU TRÚC BIN
2.2.1. u khii vi các h thu chnh bng
chuyn m
2.2.2. Các mt
2.2.3.  u khit
U KHIT
2.3.2. u kin tn ti
2.3.3. u kin tip cn
2.3.4. Mô t h tht
2.3.5. Rung (chattering)
2.4. KT LUN
ng v v u khit.
Sau khi tìm hiu khin trên, tác gi lun
pu khi cho vic nghiên cu bi vì
m là tính bn vi vi s i
ca nhi chính xác cao, phù hp vi
u khin có tính phi tuyn m u
khi t truyn th   m là xut hin hi ng

4
chattering, mt hing không mong mun, ng rt ln
ch ng ca h u khi t. Vic nghiên cu hn ch hin
 nâng cao chng h u khin
chuyng.
3. U KHIT CHO B BII
DC-DC
3.1. MÔ HÌNH CA H THNG CA B BII
DC-DC GIM ÁP
 tìm mô hình ca h thng ca b bii gim áp DC-DC,
trong lun án này ta ch xét b bii gim áp DC-DC hong 
ch  liên tc.

Hình 3.1: Bộ biến đổi DC-DC giảm áp (u=1 là đóng, u=0 là ngắt)
 hình 3.1, s thun tiu s dng h thng mô t liên
n sai lo hàm c

oref
VVx 
1
(3.1)

C
i
dt
dV
dt
dx
x
co

1
2
(3.2)

ref
V
n áp tham chin áp ra mong mun), V
o
là
n áp ra thc trên ti,
c
i
n qua ty

21
xx 

(3.3)

c
i
dt
d
C
x
1
2


(3.4)

5
n áp ca m
c:

2
1
2
1
x
CRLC
V
LC
x
u
LC
V
x
L
ref
in


(3.13)
(3.3) và (3.13n x
1
và x
2
ca
b bi-
3.2 U KHIT CHO B BII DC-DC
GIM ÁP
3.1.1. Mt phng pha mô t u khin cho t b gim
áp DC-DC
Có th vit lng thái ca b bii gim áp
DC-DC  dng:

DBuAxx 

(3.19)

u
c gi thi 0
hoc 1










CRLC
A
L
11
10
,










LC
V
B
in
0
,









LC
V
D
ref
0
. (3.20)
ng
1,0u
c v  hình 3.2.
c chn là

 
0
2211
 xCxcxcx
T

(3.21)
 
 
21
,ccC
T

  a h s mt ph t và
 
T
xxx
21

) mô t ng thng trong mt phng
c t m hong nh cho b bii
n áp: sai ln áp ra bo hàm sai lch bng 0).
) dn

0)(
1211
 xcxcx


(3.22)
) mô t h thng trong ch  t.

6
Ta chn luu khin bám

,
0)(0
0)(1






xkhi
xkhi
u


(3.23)
Khi khóa (van) ngn qua cun cm (
L
i
c gi
nh giá tr là không âm,
L
i
tin v 0 và bng 0, t ngng n
nn ca t tin v  ng vi ch  dn gián
t s gii hn lên bin trng thái. Bin vùng này có th suy
ra gii hn
0
L
i
.

)(
1
12
xV
CR
x
ref
L



Hình 3.2: Quĩ đạo của hệ thống và đường trượt trong mặt phẳng pha
của bộ biến đổi giảm áp
3.1.2. u kin tn t
 chu kin tn tt
ca b gim áp DC-DC ta lo hàm )

0)(  xCx
T


(3.34)
.19) vào (3.34c

7

DCBuCAxCx
TTT
)(


(3.35)

Vu kin tn tt t  ta có:


.
0)(0
0)(0
)(








xkhiDCBuCAxC
xkhiDCBuCAxC
x
TTT
TTT




(3.36)
S d.20) và (3.35) vu kiu
0u

vi
0)( x

c


0)()(
1
2
2
2
11



LC
VV
x
LC
c
x
CR
c
cx
inref
L

(3.38)
 vu kin th hai
1u
vi
0)( x


trình (3.23

0)()(
21
2
2
2
12
 c
LC
V
x
LC
c
x
CR
c
cx
ref
L

(3.40)
 
0)(
1
x

và
0)(
2
x

   ng thng
trong mt phng pha v dng là
(
0,
ref
V
) và (
inref
VV 
).
Vùng tn ti ch  t trong hình 3.3 cho
CRcc
L21

và
trong hình 3.4 cho
CRcc
L21

. Có th nhìn thy rng, giá tr ca c
1

gim thì gây ra s suy gim ca vùng tn ti ch  t (h s c
1

cng ca h thng trong ch
 t). T ng ca h thng  bc 1
vi hng s thi gian
12
cc

y t n
CR
L


 (3.38) và (3.40) s gii hn tn ti ch  t và là
u chnh trong th.

8

Hình 3.3 : Vùng tồn tại của chế độ trượt trong mặt phẳng pha khi
CR
c
c
L
2
1

. Ranh giới các vùng được chỉ rõ bởi phương trình( 3.38) và
(3.40). Điểm (V
ref
,0) chắn vùng quĩ đạo khi khóa(van) đóng và điểm
(V
ref
–V
in
,,0) khi khóa(van) ngắt.


Hình 3.4: Vùng tồn tại của chế độ trượt trong mặt phẳng pha
khi
CR
c
c
L
2
1

. Ranh giới các vùng được chỉ rõ bởi phương trình (3.38)
và (3.40). Điểm V
ref
,0) chắn vùng quĩ đạo khi khóa(van) đóng và điểm
(V
ref
–V
in
,,0) khi khóa(van) ngắt

9
3.3. KT LUN
Qua vic phân tích tính nh ca ch  t trong mt phng
pha cho b bii DC-DC gim áp, ta nhn thy r h thng
hong nh thì ta chn h s
CR
c
c
L
2
1

.
MÔ PHNG KIM CHNG TRÊN NN
MATLAB-
SIMULINK
4.1. MCH LC B BIN I DC-DC GIM ÁP
4.1.1. Xây dng thông s mch lc

Hình 4.1: Sơ đồ bộ biến đổi DC-DC giảm áp
Tham s u ca b chuyi DC-DC gic chn
là
KHzfRVVVV
sLoin
100,13,12,24 
 mch hong ch
 n liên tc thì

(max)(min)
2
(max)
min
2
))((
ino
Sooin
VP
TVVV
L


(4.1)


,
1
,28
(max)
s
sin
f
TVV 
và chn

W
R
V
IVP
L
o
ooo
11.0
1300
12
.
2
(max)
2
(min)(min)

,
4.1c
HL

45
min



10
- Chn giá tr gn
L
i
c giá tr
n cm L cn thit cho b chuyi DC-DC gim áp t 
trình:

HL
DT
i
L
t
i
LV
s
LL
L

60






- Chn giá tr gn sóng
Vvv
oc
003.0
, t 
(4.3c giá tr t C.

2
8
)1(
LCf
DDV
v
o
c


(4.3)

FC

208
, ta chn
FC

220

4.1.2. Mô hình hóa mng lc trên Matlab-Simulink

Hình 4.3: Mô hình bộ biến đổi DC-DC giảm áp
4.2. XÂY DNG B U KHIN
4.2.1. B u khin PID
khin PID cho b bin i DC-DC gim áp có các thông s mch
lc:

kHzfVVVV
RHLFC
soin
L
100,12,24
,13,60,220





là

















91106
106813142
10
s
s
S
s
G
c


11


Hình 4.4: Sơ đồ khối điều khiển PID bộ giảm áp trên
Matlab-Simulink
TM

Ghép vi mô hình mch lc b bi mô phng


Hình 4.5: Điều khiển PID cho bộ biến đổi giảm áp
4.2.2. Xây dng b u khit
S dng b u khin trt vi mt
2211
)( xcxcx 

, ta
nh luu khin sau:

00)(
2211
 uxcxc


10)(
2211
 uxcxc


)(
2211
xcxcsignu 


1
x
là sai lu ra,
2
x
o hàm ca
1
x
và

12
c
1
,c
2
là hng s c l

Hình 4.8: Điều khiển trượt cho bộ biến đổi DC-DC giảm áp
Giá tr c
1
,c
2
c chn sao cho gi u chnh thp nht vi
u kin là
CR
c
c
L
2
1

. Nu ta chn c
1
= 1 thì
0028.0
2
c
, qua nhiu
ln th nghim ta chn c
2
= 0.0025
Mô phc d
0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.1821 0.1821 0.1821 0.1821 0.1821
11.998
11.999
12
12.001
12.002
dien áp ra (V)
0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.182 0.1821 0.1821 0.1821 0.1821 0.1821
0
0.5
0.92
1
1.5
Timer(s)
Dong dien qua L (A)

Hình 4.9: Gợn sóng điện áp ra V
o
và dòng điện qua cuộn cảm L

Xem chi tiết: Nâng cao chất lượng bộ biến đổi DC DC bằng bộ điều khiển trượt