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。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)

这个模型使用一个MOSFET驱动PWM信号的切换。输出电压是规范的参考价值。数字PID控制器调节PWM责任周期,基于电压误差信号。对于本例,您估计的频率响应负载电压PWM占空比。

Simscape电气软件包含许多电力电子系统的预定义的街区。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:

使用Boost变换器块版本的子系统,在模型中,单击提高转炉块或使用下面的命令。

set_param ([bdroot' / Simscape电力系统提高转换器的),…“LabelModeActiveChoice”,“block_boost_converter”);

发现模型操作点

估计提高转换器的频率响应,首先必须确定稳态操作点你想要的转换器。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,使用一个操作点估计从模拟快照为0.045秒。

opini = findop (mdl, 0.045);

初始化模型计算出的操作点。

set_param (mdl“LoadInitialState”,“上”,“InitialState”,“getstatestruct (opini)”);

创建伪随机二进制信号

伪随机二进制信号(PRBS)是周期性的,确定性信号white-noise-like属性两个值之间的变化。一个伪随机位序列是一种固有的周期信号的最大周期长度,在那里是伪随机位序列的顺序。有关更多信息,请参见伪随机位序列输入信号。

创建一个伪随机位序列使用以下配置。

in_PRBS = frest.PRBS (“秩序”14岁的“NumPeriods”,1“振幅”,0.05,“t”5 e-6);

收集频率响应数据

收集频率响应数据,你可以估计植物频率响应命令行。要做到这一点,首先获得输入和输出线性分析点的模型。

io = getlinio (mdl);

指定操作点使用模型初始条件。

op = operpoint (mdl);

找到所有源块信号路径的线性化输出产生时变信号。这种时变信号可能会干扰信号线性化输出点和产生不准确的估计结果。

srcblks = frest.findSources (mdl, io);

禁用时变源块,创建一个frestimateOptions选项设置和指定BlocksToHoldConstant选择。

选择= frestimateOptions;选择。BlocksToHoldConstant = srcblks;

估计使用伪随机位序列输入信号频率响应。

sysest_prbs = frestimate (mdl io, op, in_PRBS选择);

分析提高变换器模型的传递函数

分析转变函数可以确定模型的基于组件的参数。

L = 20 e-6;C = 1480 e-6;R = 6;rC = 8 e - 3;rL = 1.8 e - 3;签证官= 18;Iload =签证官/ R;

计算分析传递函数,需要实际的工作周期的价值。对于这个提高转换器,使用记录的工作周期在操作点。

D = 0.734785;d = 1 - 0.734785;

定义分析传递函数,这是在[1]的基础上,使用boost变换器中的组件参数模型。

穴= [L * C * (R + rC) L + C * rL * (R + rC) + C * R * rC-R * D * C * rC R + rL-R * dr ^ 2 * D *(一维)/ (R + rC)];Num1 = [L / R /(一维)^ 2 rL / R /(一维)^ 2 R (R + rC) + Iload / Vo * (2 * rL /(一维)^ 2 + R * rC / (R + rC) /(一维)));Num = [C * rC * Num1 (1) Num1 (1) + C * rC * Num1 (2) Num1 (2)];TFvd =特遣部队(- R *签证官*(一维)^ 2 * Num, (1 + rL / R / D(一维)- R * / (R + rC)) *穴);

更准确的描述,考虑延迟由于PWM信号传递函数TFvd。

N = 1.5;Ts = 5 e-6;iodelay = N * Ts;% 0.5 ZOH PWM + 1TFvd。IODelay = IODelay;

比较频率响应数据Sinestream FRE结果

比较评估结果使用PRBS信号时发现使用sinestream输入信号。比较的信号15对数间隔频率用于sinestream从50 Hz到5 kHz。

负载frdSinestreamwbode = estsysSinestream.Frequency;选择= bodeoptions;选择。PhaseMatching =“上”;选择。XLim = [wbode (1) wbode(结束)];bodeplot (sysest_prbs, estsysSinestream TFvd,选择);传奇(“伪随机位序列估计的结果”,“Sinestream估计结果”,…“分析传递函数”,“位置”,“东北”);网格在

找到仿真时间频率响应估计由一个输入信号,可以使用getSimulationTime函数。

tfinal_sinestream = in_sine1。getSimulationTimetfinal_prbs = in_PRBS.getSimulationTime

tfinal_sinestream tfinal_prbs = 0.0819 = 0.2833

仿真时间与in_PRBS大约30%的时间采取吗in_sine1估计的频率响应模型。这表明频率响应与输入信号伪随机位序列估计比sinestream更快输入信号。

估计频率响应的结果,sysest_prbs,匹配estsysSinestream。因为伪随机位序列输入信号估计频率响应与大量的频率点,估计的结果提供了关于系统的谐振特性的更多信息。使用sinestream输入信号得到类似的结果,您可能需要增加频率点的数量,导致估计时间的增加。您可以使用这种方法来获得准确的频率响应估计结果相比,缩短仿真时间与sinestream估计信号。

提高频率响应结果在低频率

提高频率响应估计结果在较低的频率,你可以使用一个样本时间低于样品原始提高变换器模型。为此,修改模型使用一个常数输入点和分析速度块过渡块输出分析点。

率为常数块和过渡块,使用一个样本的时间5 e-5秒,比原样品慢十倍的时间5 e-6秒。

创建一个伪随机位序列输入信号使用的新样品的时间和订单12。

in_PRBS = frest.PRBS (“秩序”12“NumPeriods”,1“振幅”,0.05,“t”5 e-5);

新的伪随机位序列输入信号,你可以获得一个延伸到更低频率的频率响应。

能力改变样品时间输入信号的伪随机位序列提供了一个额外的自由度的频率响应估计过程。使用一个更大的样本的时间比在原始模型中,您可以获得高分辨率频率响应估计结果在低频范围内模拟时间短。此外,评估运行在较低采样率减少部署到硬件时处理需求。

关闭模式。

close_system (mdl, 0)

引用

[1]李,s . w .实际反馈回路分析电压型提高转换器。申请报告SLVA633。德州仪器公司,2014年版。https://www.ti.com/lit/an/slva633/slva633.pdf。