从系列:如何在Simulink中开发DC-DC转换器控制金宝app
了解如何为DC-DC转换器设计一个数字PID控制器。由于仿真模型包含高频切换,因此不能线性化,您可以通过在模拟输入输出数据上使用系统识别工具箱™来获得传输功能。Simulink Control Design金宝app™的PID调谐器应用程序使用传输功能自动计算PID增益。验证非线性仿真模型中的PID控制器设计。
请参阅一个以未提升的控制器开头的示例。仿真输出电压的阶跃响应表明控制器不提供所需的响应时间。使用PID调谐器应用程序调整控制器。请参阅如何打开反馈循环并将步进信号注入工厂。然后收集并使用模拟结果以在当前的操作条件下识别转换器的传送功能。
一旦获得传递函数,请使用PID调谐器应用程序自动计算PID控制器增益以满足带宽和相位保证金要求。使用计算的增益更新Simulink中的PID控制器块的增益金宝app®模型。通过全非线性仿真验证改进后的控制器性能满足响应时间要求。
所以我们现在可以参加有趣的部分。我的背景是控制工程,当我可以做一些控制设计时,我总是很开心。我想做的是设计我们的控制算法并根据时间和频率要求调整它。
所以这将是电压部分。对于LED,它会非常相似,但我们现在希望为我们的SEPIC的电压控制来做。我们将在视频中使用不同的方法来使用不同的方法。这次,我们将用作植物模型,这是一种不能线性化的开关线性模型。我们需要创建一个Tensor函数等价模型,然后根据我们的要求调整它。让我们在行动中看到这一点。
我准备了第二个模型来讨论这个问题。这是Seamscape模型。实际上,因为我使用了一个子系统参考,你可以认出它是被切割的两个角中的一个——左上和右下——我指的是一个叫做SEPIC Circuit的外部文件。这是一个非常强大的技术,允许我使用不同的文件重用复杂的系统。当你在一个更大的团队中工作,有人需要开发子组件的特定版本时,这是非常有用的——因为版本控制的原因,不希望使用库,也不希望在巨大的单个文件中工作。所以你可以用子系统参考来分解你的物理模型。
让我们在我们的文档中查看这一点。这是一个非常有趣的技术,因为你的系统开始变得非常大,并且你想在多个文件中拆分它。现在,我有我的控制器。这不仅是pi。还有一些开关,取决于我是否启用了闭环,可以仅输出0,可能出于安全原因,关闭所有内容以及饱和度。
在这里,我使用的是一个现成的PI块,它有调整植物的能力。让我们先看看没有任何调优的结果。所以我只是利用了我的直觉和我过去的经验。我使用的是ODN技术与特定的PVM阻塞在VI,但我们可以看到,我们可以模拟100毫秒在100千赫兹,实际上非常快。这可用于控制设计目的。
我们可以看到我们的系统反应,然后有一个巨大的过冲。我们高达33伏。这并不好。我们希望有一个更顺畅的方法,根本没有过冲。让我们来看看这个调整。
所以你可能知道,如果你有一个控制设计的人,你实际上可以单击调谐按钮,它将尝试线性化计划,在PI块之后的所有内容,在这种情况下,它会失败。它会失败,因为我们正在使用带有理想的MOSFET和分段线性二极管的交换线性系统。但他们仍然创造了不能线性化的东西。由于有关,打开和关闭,打开和关闭,因此无法修复特定的操作点以获得新的工厂模型。
那么你要做的事情,我们将要做它的建议。我们可以使用工厂菜单来创建或选择新工厂。我们将点击识别新工厂。在这种情况下,我们将使用 - 我们在系统调谐器应用程序中完全集成系统识别工具箱。
所以我们只需要从I / O数据提供它。在这种情况下,我可以从我的实验中拥有它,或者我可以简单地模拟它们。让我们将视图更改为单个,只是为了查看我的系统标识视图。
这里,我可以生成我想让系统模拟的阶跃函数。我在10毫秒完成这个步骤,在100毫秒停止模拟。将占空比提高到61%左右。
在这里,现在这是我的测试矢量。而且我将自动将系统拆分为打开的循环步骤测试到61%的占空比。我要读错了。现在,他们开始 - 当我开始时,我会解释一下 - 他们将需要模拟三次,一个有0个开环,1-0。因此,为了获得正确的抵消,以便他们实际计算植物反应。
所以现在,这将需要几秒钟。但仍然,由于我们正在使用这种方法模拟的事实,ODN Solver被迫在适当的时刻迈出一步。这实际上不会花很多时间。如我所说,这,我在一个应用程序中非常有效地结合了两个工具箱 - 系统识别工具箱和Simulink控制设计。金宝app当系统完成后,我们将看到,我们将响应该开环测试作为输出信号。
是的,似乎准备好了。现在它需要在最后一次模拟。然后它将能够通过错误和适当的输入来重新计算我们的工厂的输出。
现在我们有它。我们可以看到输出。我们可以应用并使用此输入/输出响应我们的系统识别。我们可以关闭此模拟I / O数据并返回客户端识别。
我们可以看到基于输入/输出创建传递函数的一种非常好的交互方式。现在,我看到这里有一些延迟。所以我想用单极结构增加一个延时。然后我可以点击自动评估。
它将使用系统识别工具箱中的算法来为我提供一个很好的近似。你可以看到它没有那么好。这是正确的,因为系统稍微复杂一些,不能用单极传递函数来近似。我们设两个极点。
再次单击自动估计。我们可以看到我们可以达到非常好的近似值。这种SEPIC是一个着名的系统。它可以与两个真正的杆近似,有一些延迟。我们现在与我们的输入/输出相匹配。
这同样适用于任何类型的转换器设计。如果你有自己的定制设计,你就不需要花时间去推导平均系统方程来进行控制设计并能够线性化你的系统。你可以使用任何你有的设计,实现这种开关线性模拟,使用系统识别技术,然后得到你的传递函数。
我们可以看一下我们的传递函数。所以我们将此作为新工厂应用。然后我们可以回到我们的参考跟踪,看看这一次,它会上班。
我们可以看到,我们正在使用这个ID PROC标识的系统。双击它,我们可以看到传递函数的样子。这实际上可以用来检索任何类型的传递函数近似,就像我说的,对于任何类型的转换器拓扑。
所以我们想要更强大。我们不希望出现任何过度。我们很高兴,也许,能慢一点。我们不需要太多的速度。我们很高兴能达到40毫秒,但没有超调。
所以现在,我们可以更新块。然后我们可以了解系统的行为方式。关闭它,这将具有它的新价值。我们可以模拟,看看我们的系统现在表现得以行为。
你可以看到它实际上它更好。它表现得像我们期望的那样。这就是我所做的。
这些实际上是你们在我的演示视频中看到的现场结果。我只是使用了我用这种方法计算出来的相同的值。这是一种非常强大的技术。
那么我们看到了什么?我们基于集成在PID调谐器应用程序中的系统识别技术曲调。它适用于任何拓扑,任何类型的转换器。它只需要这种开关线性模拟。
更好的是,我们现在有,很多转换器,实际上直接平均开关选项。如果你不想使用这个节能技术,或如果你使用传统AC / DC转换器,我们为你提供很多块从620年的平均水平,从书架上取书,然后可以线性化和控制设计中使用没有问题。
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