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im体育官网|第一章随着DSP等数字信号处理器的频繁出现,电力电子电路的数字控制有了很大的发展。数字处理器需要瞬时加载转换器的输入值,可以计算控制值来控制转换器。数字控制可以使用灵活的控制策略,因此一些先进设备的控制方法可以应用于电力电子电路。

随着数字处理器价格的大幅上涨和性能的大幅提高,用于数字控制的电源转换装置不会激增。未来电力电子的发展方向可以概括为高频、数字化、绿色化、模块化。

PID控制是最先开发的控制策略之一。由于算法非常简单,鲁棒性好,可靠性低,特别是被广泛用于建立准确的数学模型确定性系统。

但是实际的电力电子系统是无法建立准确数学模型的线性和非线性耦合系统。在实际调试过程中,PID参数往往设置不当、性能差、适应性差,长期以来一直在探索数字PID参数的调整方法。本文根据转换器系统的硬件条件,将im体育官网在线采样频率限制到极限,提高系统的控制性能,使用零点安装的方法调整PID的比例、分数、微分系数,并通过MATLAB建模修改这些参数,获得更好的控制效果。

2控制对象概述本文的控制对象是全校零电压电源转换器。主电路如图1中的右图所示。该转换器融合了零电压调节谐振技术和传统PWM转换器技术的优点,工作频率相同,在牵引过程中利用LC谐振制造元件零电压电源,牵引后仍然使用PWM技术传输能量,开关损耗小,可靠性低。

适用于大型电力开关电源的软交换电路。图1后方移动相互控制的全桥变换器控制器为Motorola的DSP芯片56F8323,电源频率为150kHz,输入电压单回路控制,电压的环路采样频率为25kHz。从电压的环中取样输入电压,计算输入电压偏差和偏差变化,计算完成电压的环的PID,完成过电压维护等功能。计算结果以后向过渡角度大小为基础,构建对转换器的控制。

在这里,为了建立一个非常简单、不依赖明确阻抗类型的DC/DC变换器的数学模型,我们做出以下假设:1电力管道是理想的设备。LC包括低通滤波器。用于理想变压器的高频变压器;考虑到电源管的传导压降、杀人效果、线路阻力和滤波电感的等效串行阻力,将等效电阻合并为R。

3两种数字PID控制方法比数字控制是一种采样控制,不能根据采样时的偏差值计算控制量,因此必须对分数项和微分项进行线性化处理。一系列采样点kT表示倒数时间T,从而代替分数,用增量替换微分,得到线性防卫式PID表达式。

防卫式PID控制算法流程如图2的右图所示。图2方位PID控制算法流程图3增量PID控制算法流程图执行机构需要控制的增量(1)可以提供增量PID控制算法(2)。增量PID控制算法流程如图3的右图所示。防卫式算法是整体输入,每个输入都与过去的状态有关,计算时要加上e(k),数字处理器的计算量相当大。

另外,如果问题经常发生,控制器的输入大小就不会太大,执行机构会发生很大的变化,因此要防止这种情况发生。增量算法没有这个问题。

增量输入。不需要添加过去的状态。对错误的动作几乎没有影响。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视),增量算法)增量算法也存在严重缺陷,存在静态错误。

因此,如果在精度低、动作慢的地方使用防卫算法(例如,本文的电力电子转换器控制),如果继续进行更大的时间(例如电动机电压调节控制),则可以自由选择增量。
本文为了解决防卫算法的缺点,引入外部分数饱和状态,设置允许范围,防止控制器的大值变化。4DC/DC转换器数字PID参数设置4.1采样频率的确认采样频率是数字控制系统中最重要的参数,在信号保真度和控制性能方面,转换器系统的采样频率越高越好。

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采样频率越高,对硬件的拒绝就越高,从而降低硬件成本。因此,自由选择采样周期应以折衷的方法自由选择最佳采样周期。

图4识别程序运行结束图本文的数字控制器配有60MHz以上的MC56F8323芯片。在现有硬件条件下,为了确认转换器系统仅次于采样频率,在中断程序开始时使用标准化输入输出端口水平旋转命令信号,从而大大提高采样频率。根据旋转信号确定中断程序是否可以继续运行。如果命令信号频率大于采样频率的一半,则图4的最后一个情况——右图——说明动态中断无法在登录时间内完成。

也就是说,在现有条件下,系统的采样频率仅次于允许的采样频率。根据算法程序的不同,转换器系统可能超过的最小采样频率也不同。4.2零具有自由选择PID参数数字控制系统。

虽然是离散系统,但如果采样周期T足够小,则数字控制系统可以被认为是倒计时系统。将倒计时系统控制参数线性化后,由数字控制器配置转换器调整。

根据上述假设,当变换器的LC输入滤波器的截止频率大于电源频率,DC总线的输出电压Uin恒定时,除了输入滤波器部分外,移相全桥变换器可以被认为是增益恒定的放大器。这一部分的S域型号如图5右边的图所示。图5是在整个桥主电路S域模型图5中,Uab(s)是辅助整流后的电压,Uc(s)是控制器的输入值。

再加上原著的几个量,iL代表电感电流,io代表阻抗电流,为了分析的方便,io被认为是阻抗的扰动。考虑到移相全桥变换器整流的输入电压和阻抗电流的扰动,利用状态空间平均模型方法推导输入滤波器的输入调用(3)。

同时,可以画一个正方形,如图6的右图所示。图6输入滤波器的S域模型结合主电路、滤波器和PID控制器模型,可以获得系统的框图,如图7右图所示。图7PID控制的DC/DC转换器系统框图可以根据图7获得系统的闭环传输函数(4)。

特征方程(5)的三根是系统传递函数的三个闭环零点。闭环系统的动态调用性能、稳定性主要是闭环零点在S平面出现的防卫要求。移相全桥DC/DC变换器的闭环系统主要属于闭环驱动零要求的高阶系统。

根据转换器控制系统的动态性能指标,如果确认闭环系统主导有零期望值,则如果Wr分别是所需的阻尼比和自然频率,则系统闭环非导体可以自由选择。N为正数的常数,N越大,被确认为3个闭环零点的第三次系统调用特性就越接近闭环主导零点要求的第二次系统,一般n=5~10。

这就得到了符合动态性能拒绝的闭环系统特征方程。比较(5)和表达式(6)可以得到所需的参数。此公式可以通过零点放置方法获得,因此称为零点放置PID参数公式。

本文的移相全桥DC/DC变换器的实际电路的显式参数为:输出Uin=140V~200V,输入U0=24V,输出功率P=220W,输入滤波器导体L=20H,输入滤波器容量C=2200F。在上述模型中,等效电阻R的值很难通过理论分析预测。考虑到KP、ki受R的影响,根据经验采取r=0.264。

确认预期衰减费和自然频率Wr,根据二次系统的阶段调用曲线,衰减费越小,上升时间越短,系统的超额调整量也越少,因此,如果变小到一定程度,系统就不会经常波动。
仔细观察在0~1的阶段调用曲线上找到的东西,阻尼比在0.4~0.8之间不好。这时考虑了单位阶段调用的快速性和可变性。

很多工程经验表明=0.707是最佳阻尼比,因此本文的自由选择为0.707。Wr选择根据衰减费和系统所需的调整时间进行确认,本文Wr选择1600rad/s。

根据上述参数,得到kp=0。_im体育官网。

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