升压转换器模型

本例使用升压变换器模型作为电力电子系统的实例。升压变换器电路通过控制斩波或开关源电压，将一种直流电压转换为另一种，通常是更高的直流电压。

mdl =“scdboostconverter”；open_system (mdl)

在该模型中，由脉冲宽度调制（PWM）信号驱动的MOSFET用于切换。输出电压输出电压应该受到调节到参考价值vref.．数字PID控制器调整PWM占空比，责任，基于电压误差信号。对于此示例，您可以估计从PWM占空比到负载电压的线性模型输出电压．

Simscape电软件包含许多电力电子系统的预定义块。该模型包含具有两个版本的Boost转换器模型的变体子系统：

寻找模型工作点

要为升压变换器设计控制器，必须首先确定要使变换器运行的稳态工作点。有关查找操作点的更多信息，请参见为Simscape模型寻找稳态工作点．对于本例，使用从模拟快照估计的工作点。

要找到操作点，请使用模型线性化电路．打开模型线性化电路，在Simulin万博1manbetxk模型窗口中应用画廊,点击模型线性化电路．

在模型线性化电路，在这方面线性分析选项卡,手术点下拉列表，选择拍摄仿真快照．

在“输入快照时期”对话框中，在“中”模拟快照时间字段中,输入0.045，这是闭环系统达到稳定状态的足够的时间。

点击拍摄快照．

软件模拟模型并创建一个工作点，该工作点包含在指定的快照时间内模型的输入和状态值。这个操作点,op_snapshot1，被添加到线性分析工作区．

要使用计算的操作点初始化模型，请双击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，然后点击好吧．该软件将操作点导出到MATLAB^®工作区并使用操作点中的输入和状态初始化模型。

指定控制器结构

在调整PID控制器块使用之前PID调谐器，则必须指定控制器结构。为此，双击控制器块。然后，指定以下控制器参数:

对于此示例，请使用当前的控制器配置;也就是说，不带防卷绕的离散时间并行形成PID控制器。

使用PID调谐器，可调优以下控制器块的参数:

如果您的模型使用Simscape电离散PI控制器（Simscape电气）块或者带积分反上环的离散PI控制器（Simscape电气）块，你必须用离散PID控制器调整前块。

识别植物模型

打开PID调谐器,点击调．什么时候PID调谐器首先打开，它试图线心化模型。由于PWM组件，模型分析地线性化为零。

获得线性植物模型，在PID调谐器选项卡，单击植物，然后在创造一个新工厂,点击识别新工厂．

要识别工厂模型，首先通过模拟模型获取输入/输出数据。在这一点植物鉴定选项卡，单击得到的I / O数据>模拟数据．对于植物标识，您必须为Simulink模型停止时间指定一个有限值。万博1manbetx

在这一点模拟I / O数据选项卡，使用以下设置配置输入信号。

要指定步骤幅度，请单击．然后，在“步骤输入规格”对话框中，在振幅字段，类型0.01．这个值大到足以激发系统，小到足以防止控制器进入断续电流模式。

点击运行仿真．要获得工厂的输入/输出响应，PID调谐器的输出处注入指定的输入信号PID控制器块并测量控制器输入端的相应输出响应。该软件运行了两种模拟，没有输入信号的偏移响应和输入信号的输入响应。这些响应之间的差异是输出响应。

在植物鉴定文档中,输入图显示指定的输入信号输出该图显示了相应的输出响应。

要使用此模拟输入/输出数据，请单击申请．然后，关闭模拟I / O数据选项卡，单击关．

在这一点植物鉴定选项卡，根据您对工厂的了解和输出阶跃响应的外观，选择要识别的工厂结构。对于本例，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，选择被拒绝对．

为了获得被识别植物的粗略近似，在确定植物结构绘制并拖动与阶跃响应的包络线对应的虚线。调整响应，使其接近输出响应。

要微调近似响应，请单击汽车估计．该软件使用当前参数作为初始猜测来估计已识别的植物模型的参数。

植物鉴定进展对话框显示估计过程的结果。对于本例，对估计数据的拟合大于98%。使用这种植物，在植物鉴定选项卡，单击申请．

这PID调谐器更新其已识别的工厂模型，选择控制器参数以满足调谐要求调优工具部分，并绘制该控制器的调谐响应。要扩展绘图，请关闭植物鉴定文档。

阶跃响应显示一个块响应(虚线)和一个调优响应(实线)。块响应对应的当前PID增益PID控制器块。调谐的响应对应于调谐的PID增益PID调谐器．

优化控制器

根据带宽和相位裕度对控制器进行调优PID调谐器选项卡,领域下拉列表，选择频率．

对于此示例，请设置带宽和阶段边缘到9425.rad / s（1.5 kHz）和60.根据规定的设计标准，分别参加了DEG［1]．

PID调谐器选择满足这些设计规格的控制器参数。

单击，可查看调谐后系统的频率响应信息添加图，而且波德,点击开环．

要调整Bode图的限制，右键单击图区域并选择特性．然后，在属性编辑器对话框中，在限制选项卡，设置轴限制。

要查看调整后的控制器参数和性能指标，包括增益和相位裕度，单击显示参数．调谐结果在约9425 rad / s大约有366 dB增益余量和69°级余量。

更新PID控制器块与调谐增益，在PID调谐器选项卡，单击更新块．

验证控制器

您可以使用带有线路和负载干扰的模拟来检查调谐控制器性能。要检查控制器动态性能，Simulink模型使用以下干扰：万博1manbetx

模拟模型。

控制器拒绝良好的线条和负载扰动。