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时间:2020-03-19
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1、电力电子系统仿真技术作业二Buck电路闭环控制器设计一、BUCK电路状态平均模型:(1)当开关管S导通,二极管VD关断时,列写状态方程:矩阵形式,其中:(2)当S关断,VD导通时:矩阵形式:,其中:用积分法求平均状态变量为:稳态时:,,得:,动态时:去除稳态量,并忽略扰动量得:做拉氏变换得:将上面的A,B带入可以得到传递函数:可以得到控制—输出传递函数为:二、系统闭环控制器设计设参考电压为5v,载波电压幅值为10v,计算可以得到:H=1,D=0.25,VC=2.5.控制-输出开环传递函数:(1)加补偿器前,系统开环传递函数为:画出该传递函数的伯德图:可以看到,交越频率为384Hz,相角裕度为1
2、7.7°.开关频率为20kHz,设计穿越频率为1kHz.补偿前,1kHz环路增益约为-19.5dB,相角裕度为-5°.设计超前补偿网络时,选择相角裕量为55°.为了在1kHz补偿环路增益约为-19.5dB,调节器的低频增益为:(2)采用PD控制器时:可以看出,加PD补偿器后,交越频率为1kHz,相角裕度为59.3°.闭环控制器simulink仿真:调节器:仿真模型:仿真结果:输出电压稳定在4.31V.二、误差产生的原因因为参考电压选取5V,得到的H(s)=1,所以系统为单位反馈控制系统,则开环传递函数T(s)为0型系统,开环增益K=2*3.14=6.28,稳态误差:,与上面的仿真结果相符。消除
3、稳态误差:通过增大系统的开环增益来减小稳态误差,增大开环增益10倍。
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