소형신호분석

전력전자모델의선형근삿값계산

소형신호분석은스위치모드전력공급과같은비선형전력전자시스템의동작을관심대상동작점을중심으로유효한LTI(선형시불변)모델과근사한값으로계산합니다。소형신호분석은시스템의전달함수또는상태공간모델과같은LTI표현이필요한전력전자시스템에기존의제어이론을적용하기위한필수단계입니다。

부스트또는벅컨버터와같이널리알려진간단한토폴로지의경우그에상응하는LTI시스템을분석적으로도출할수있습니다。그러나비표준컨버터토폴로지와복잡한전력전자기반시스템에통합된컨버터의경우에는분석적도출에시간이오래걸리고오류도자주발생합니다。

소형신호분석을수행하기위해업계에서널리사용되는접근방식은전력전자시스템의시뮬레이션모델을빌드한다음주파수응답추정을사용하는것입니다。주파수응답추정은정의된진폭및주파수성분의작은섭동신호를동작점주변에서전력전자시스템의입력에중첩시킨다음,이섭동에대한시스템응답을측정하는것으로시작됩니다。그런후에섭동신호와측정된출력신호를사용하여동작점인근에서시스템동특성을나타내는전달함수또는주파수응답을계산합니다。

부스트컨버터의소형신호분석。부스트컨버터는Simscape电气및仿真软件에서모델링됩니다(金宝app상단)。金宝app仿真软件控制设计을사용하여모델에사인스트림섭동신호를입력하고(좌측하단)주파수응답을계산합니다(우측하단)。

모델에다음과같은여러유형의입력신호를입력하여주파수응답을계산할수있습니다。

  • 하나씩잇따라적용되는사인스트림(일련의정현파섭동)。
  • 입력주파수가즉시변동되도록일정한주파수범위에서시스템을유도하는扫描신호인처프。
  • 임의의입력신호。
  • 스텝입력신호。

시스템의주파수응답또는전달함수를계산한후에는보상기를설계하여이를선형모델을기준으로평가할수있습니다。서로다른동작점에대해(예:여러원하는출력전압수준또는여러듀티사이클비율)소형신호분석을반복함으로써원하는동작범위에서전력전자시스템을작동하기위한이득스케줄링제어기를개발할수있습니다。

金宝app仿真软件를사용하여다음을수행할수있습니다。

  • 모드전환전원,AC모터,분배시스템에있는기타부하를나타내는정확한시뮬레이션모델을구축
  • 여러섭동입력신호를사용하여전력전자모델의소형신호분석수행
  • 획득한선형모델에대해자동PID조정,근궤적및보드도식을사용한대화식루프성형과같은기법을사용하여보상기설계및조정
  • 동작조건범위에서전력전자시스템을제어하기위한이득스케줄링보상기설계
  • 전력전자시스템의비선형모델을기준으로제어기설계를시뮬레이션하여검증및테스트
  • 제어기를빠르게프로토타이핑하고양산을구현하기위해ANSI, ISO또는프로세서최적화C코드,高密度脂蛋白을자동으로생성

估计电力电子模型的频率响应

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