提高转炉模型

这个示例使用提高变换器模型作为电力电子系统的一个例子。提高转换器电路一个直流电压转换到另一个,一般高,切或开关控制的直流电压源电压。

mdl =“scdboostconverter”;open_system (mdl)

在这个模型中,一个MOSFET驱动脉冲宽度调制(PWM)信号用于切换。输出电压输出电压应该规范参考价值Vref。数字PID控制器调节PWM责任周期,责任基于电压误差信号。对于本例,您估计线性模型的负载电压PWM占空比输出电压。

Simscape电许多电力电子系统的软件包含预定义的块。这个模型包含一个变体子系统提高变换器模型的两个版本:

发现模型操作点

为boost变换器设计一个控制器,你必须先确定你想要的稳态操作点的转换器。在发现操作点的更多信息,见找到Simscape模型的稳态运行点。对于这个示例,使用一个从模拟快照操作点估计。

找到操作点,使用模型线性化电路应用程序打开。模型线性化电路,在仿真软件模型窗金宝app口中应用程序画廊,点击模型线性化电路。

在模型线性化电路,在线性分析选项卡,操作点下拉列表中,选择采取模拟快照。

在线性化对话框输入快照时间,模拟快照时间字段中,输入0.045,这是足够的时间对闭环系统达到稳定状态。

点击采取快照。

软件模拟模型和创建一个操作点包含模型的输入和状态值在指定快照时间。这个操作点,op_snapshot1添加到线性分析工作区。

初始化模型与计算操作点,双击op_snapshot1。

在编辑对话框中,单击初始化模型。

在初始化模型对话框中,选择MATLAB的工作区,然后单击好吧。MATLAB软件出口操作点^®工作空间并初始化模型的输入和状态的操作点。

指定控制器的结构

使用优化PID控制器内存块PID调谐器,您必须指定控制器结构。为此,双击控制器。然后,控制器指定以下参数:

对于这个示例,使用当前控制器配置;也就是说,一个没有anti-windup离散时间平行形式PID控制器。

使用PID调谐器后,您可以调整的参数控制器模块:

如果你的模型使用Simscape电离散PI控制器(Simscape电气)块或与积分Anti-Windup离散PI控制器(Simscape电气)块,你必须取代这一块离散PID控制器块之前调优。

确定植物模型

打开PID调谐器,点击调优。当PID调谐器第一次打开时,它试图使线性化模型。由于PWM组件,该模型分析渗流为零。

获得线性的植物模型,PID调谐器选项卡上,单击植物下,然后创建一个新工厂,点击确定新工厂。

确定植物模型,首先通过模拟模型获取输入/输出数据。在植物鉴别选项卡上,单击得到的I / O数据>模拟数据。对于植物鉴别,您必须指定一个有限值的仿真软件模型停止时间。金宝app

在模拟I / O数据选项卡上,输入信号配置以下设置。

指定步骤振幅,点击。然后,在阶跃输入规范对话框中,在振幅字段,类型0.01。这个值足够大,足够激发系统,小到足以防止控制器进入discontinuous-current模式。

点击运行仿真。获得的输入/输出响应,PID调谐器注入指定的输入信号的输出PID控制器块和措施相应的控制器的输入输出响应。软件运行两个模拟,一个偏移量响应没有输入信号和输入响应与输入信号。这些反应是输出响应之间的区别。

在植物鉴别图,输入图显示了指定的输入信号,输出图显示相应的输出响应。

使用这种模拟输入/输出数据,点击应用。然后,关闭模拟I / O数据选项卡上,单击关闭。

在植物鉴别选项卡上,选择植物结构来识别你的知识的基础上植物和输出阶跃响应的外观。对于这个示例,输出响应看起来像一个欠阻尼的二阶响应。在结构下拉列表中,选择欠阻尼的一对。

获得一个粗略的近似确定植物的确定植物结构情节,拖动虚线对应于阶跃响应的包络线。调整响应近似输出响应。

来调整近似响应,点击汽车估计。软件识别植物模型的参数估计使用当前参数作为初始猜测。

植物鉴别进度对话框显示了评估过程的结果。对于这个示例,适合估计的数据大于98%。使用这个识别植物,植物鉴别选项卡上,单击应用。

的PID调谐器更新确认工厂模型,选择满足优化要求的控制器参数调优工具部分,和情节的调谐响应控制器。扩大情节,关闭植物鉴别图。

阶跃响应显示一块响应(虚线)和调谐响应(实线)。块响应对应于当前的PID增益PID控制器块。调谐响应对应调整PID收益PID调谐器。

优化控制器

根据带宽和相位调整控制器,在PID调谐器选项卡,域下拉列表中,选择频率。

对于这个示例,设置带宽和阶段保证金来9425年rad / s (1.5 kHz)60度,分别根据指定的设计标准[1]。

PID调谐器选择控制器参数,满足这些设计规范。

查看调谐系统的频率响应,点击添加图,在波德,点击开环。

调整的极限波德图,右键单击图形区,选择属性。然后,在“属性编辑器”对话框中,在限制选项卡,设置轴的极限。

查看调整控制器参数和性能指标,包括增益和相位的利润率,点击显示参数。调优结果32.7分贝增益裕度和69度相位容限9425 rad / s。

更新PID控制器块的调整收益,PID调谐器选项卡上,单击更新块。

验证控制器

您可以检查调整控制器使用模拟线和负载干扰性能。检查控制器动态性能仿真软件模型使用以下干扰:金宝app

模拟模型。

控制器拒绝线和负载扰动。