Bài thuyết trình: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo chế độ điện áp

Bài thuyết trình "Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo chế độ điện áp" gồm các nội dung chính như: Yêu cầu thiết kế; mô hình hóa bộ biến đổi; thiết kế bộ điều khiển; mô phỏng bằng Matlab, Simulink và nhận xét. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thuyết trình: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo chế độ điện áp TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Thiết kế điểu khiển điện tử công suất Đề bài điện áp : Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo chế độ Sinh viên thực hiện: Nhóm 12 Hoàng Khánh Duy MSSV:20173805 Vũ Ngọc Lãm MSSV:20174009 1 Các nội dung chính I. Yêu cầu thiết kế II. Mô hình hóa bộ biến đổi III. Thiết kế bộ điều khiển IV. Mô phỏng bằng Matlab, Simulink và nhận xét 2 I. Yêu cầu thiết kế 1. Đề bài : Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo chế độ điện áp + Nội dung thiết kế: Mô Hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển: * Tải thay đổi * Nguồn thay đổi ±10% * Nhận xét kết quả mô phỏng 3 I. Yêu cầu thiết kế 2. Sơ đồ cấu trúc điều khiển trực tiếp cho bộ biến đổi Buck-Boost theo nguyên lý điều khiển điện áp Voltage d Buck-Boost PWM Controller Converter Hình 1. Sơ đồ cấu trúc điều khiển 4 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 1. Sơ đồ mạch lực bộ biến đổi Buck-Boost Hình 2. Mạch lực bộ biến đổi Buck-Boost Ø Sử dụng phương pháp không gian trạng thái trung bình để mô Hình hóa bộ biến đổi. 5 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 2. Mô Hình hóa bộ biến đổi bằng phương pháp không gian trạng thái trung bình Hình 3. Mạch lực bộ biến đổi Buck-Boost, trạng thái V dẫn D khóa Trạng thái 1: V dẫn, D khóa Phương trình Kirchoff mô tả mạch điện: 6 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 2. Mô Hình hóa bộ biến đổi bằng phương pháp không gian trạng thái trung bình Hình 4. Mạch lực bộ biến đổi Buck-Boost, trạng thái V khóa D dẫn Trạng thái 2: V khóa, D dẫn Phương trình Kirchoff mô tả mạch điện: 7 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 2. Mô Hình hóa bộ biến đổi bằng phương pháp không gian trạng thái trung bình Ø Với sự tham gia của hệ số điều chế d, ta có mô Hình trung bình: Ø Điểm làm việc(điểm cân bằng) của mô Hình : 8 II. Mô Hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 2. Mô Hình hóa bộ biến đổi bằng phương pháp không gian trạng thái trung bình Ø Sử dụng mô Hình tín hiệu nhỏ, ta có: Ø Thay vào mô Hình trung bình, ta được: Laplace 9 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 2. Mô Hình hóa bộ biến đổi bằng phương pháp không gian trạng thái trung bình Ø Rút gọn lại ta được: Ø Tính toán được hàm truyền : 10 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 3. Lựa chọn thông số thiết kế 11 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 3. Lựa chọn thông số thiết kế Uin=30; Uo=20; L=150e-6; C=700e-6; R=8; f_fx=100e+3; D=1/((Uin/Uo)+1); Uc=D*Uin/(1-D); IL=Uc/(R*(1-D)); num=[-R*IL*L R*(Uin+Uc)*(1-D)]; den=[R*L*C L R*(1-D)*(1-D)]; Gvd=tf(num,den); 12 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 3. Lựa chọn thông số thiết kế 13 II. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck-Boost 3. Lựa chọn thông số thiết kế Uin=30; Uo=40; L=150e-6; C=700e-6; R=8; f_fx=100e+3; D=1/((Uin/Uo)+1); Uc=D*Uin/(1-D); IL=Uc/(R*(1-D)); num=[-R*IL*L R*(Uin+Uc)*(1-D)]; den=[R*L*C L R*(1-D)*(1-D)]; Gvd=tf(num,den); 14 III. Thiết kế bộ điều khiển *Trường hợp Buck điện áp đầu ra 1. Đồ thị Bode của hàm truyền đạt khi không có bộ bù Tần số cắt: 2.79kHz Độ dự trữ pha: -19.5o Hình 5. Đồ thị Bode của hàm truyền đạt Gvd khi không có bộ bù(Buck) 15 III. Thiết kế bộ điều khiển *Trường hợp Buck điện áp đầu ra 3. Thiết kế bộ bù Ø Từ yêu cầu thiết kế bộ bù, cấu trúc bộ bù được đề xuất là bộ bù PID: 16 III. Thiết kế bộ điều khiển *Trường hợp Buck điện áp đầu ra 3. Thiết kế bộ bù Ø Với fc=2500Hz sử dụng lệnh [mag1,phase1]=bode(Gvd,2*pi*fc) ta được: Ø Pha của bộ điều chỉnh tại tần số cắt là: 17 III. Thiết kế bộ điều ...