Download miễn phí Luận văn Điều khiển trượt bộ biến đổi giảm áp kiểu quadratic



LỜI NÓI ĐẦU 3
MỤC LỤC 5
Chương 1 BỘ BIẾN ĐỔI GIẢM ÁP KIỂU QUADRATIC 7
1.1 Giới thiệu các bộ biến đổi bán dẫn 7
1.2 Phân loại các bộ biến đổi bán dẫn 9
1.3 Các bộ biến đổi DC-DC 10
1.3.1 Bộ biến đổi giảm áp (buck converter) 11
1.3.2 Bộ biến đổi tăng áp (boost converter) 14
1.3.3 Bộ biến đổi đảo áp (buck-boost converter) 16
1.3.4 Bộ biến đổi giảm áp kiểu quadratic (Quadratic buck converter) 17
1.3.4.1Mô hình của bộ biến đổi18
1.3.4.2Mô hình dạng chuẩn19
1.3.4.3Điểm cân bằng21
1.3.4.4Hàm truyền tĩnh22
Chương 2
ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT
2.1 Giới thiệu 23
2.2 Các hệ thống cấu trúc biến 23
2.2.1 Điều khiển đối với các hệ thống điều chỉnh bằng chuyển mạch đơn 24
2.2.2 Các mặt trượt 27
2.2.3 Ký hiệu 28
2.2.4 Điều khiển tương đương và trượt động lý tưởng 29
2.2.5 Tính tiếp cận được của các mặt trượt 33
2.2.6 Các điều kiện bất biến cho các nhiễu loạn tìm được 37
Chương 3
ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC GIẢM ÁPKIỂU QUADRATIC
3.1 Ý tưởng điều khiển 40
3.2 Điều khiển trực tiếp 42
3.3 Điều khiển gián tiếp 44
Chương 4
MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG TRÊN NỀN MATLAB & SIMULINK48
4.1 Mạch lực bộ biến đổi 49
4.2 Xây dựng bộ điều khiển 52
4.2.1 Bộ điều chỉnh dòng điện 52
4.2.2 Bộ điều chỉnh điện áp 62
4.2.2.1 Thử nghiệm các thông số hệ thống 65
4.2.2.2 Thử nghiệm tính điều chỉnh được của hệ thống 73
KẾT LUẬN 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-10-26-luan_van_dieu_khien_truot_bo_bien_doi_giam_ap_kieu.UvpLkp1FCh.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-42396/
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung:

Luận văn tốt nghiệp Cao học 19
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Hình 1.4 Lý tưởng đóng cắt cho mạch giảm áp quadratic
1.3.4.2 Mô hình dạng chuẩn
Từ hệ phương trình vi phân mô tả mạch
1
1 1
1
1 1 2
2
2 1 2
2 2
2 2
di
L v uE
dt
dv
C i ui
dt
di
L uv v
dt
dv v
C i
dt R

  

  


  


  

(1.2)
Đặt:
1 1
1
1 1
2 1
2 1
3
1
4 2
,
/ ,
,
/
L i
x
E L C
x v E
i L
x
E C
x v E

 

 

  



(1.3)
Luận văn tốt nghiệp Cao học 20
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1 1 1 1,t L C dt L C d   
Hệ được viết lại thành:
1 2
2 1 3
1 3 2 4
4
2 4 3
x x u
x x ux
x ux x
x
x x
Q


  

 
 

  





(1.4)
với:
1 2 1 2 2 1 1 1/ , / , /L L C C Q R C L    (1.5)
1.3.4.3 Điểm cân bằng
Tại điểm cân bằng, ở trạng thái này, đạo hàm theo thời gian của các biến trạng
thái của hệ phương trình vi phân bằng không. Với giá trị điện áp ra mong muốn Vd,
Các giá trị cân bằng của hệ phụ thuộc vào hằng số điều khiển U , Giá trị điện áp trên tụ
C1=U, Giải hệ phương trình vi phân (1.2) với điều kiện vừa nói trên ta có:
2
1 3
2 4
4
3
0
0
0
0
x u
x ux
ux x
x
x
Q
  

 
 

  

(1.6)
Giải ra ta được:
3 2 2
1 2 3 4
1 1
, , ,x U x U x U x U
Q Q
      
(1.7)
Luận văn tốt nghiệp Cao học 21
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Tại các điểm cân bằng này, thông số trạng thái phụ thuộc theo hằng số điện áp
ra
4x
, chúng được viết là:
3/ 2 1/ 2
1 4 2 4 3 4
1 1
( ) , ( ) ,x x x x x x
Q Q
  
(1.8)
1.3.4.4 Hàm truyền tĩnh
Hàm truyền tĩnh của bộ biến đổi giảm áp kiểu quadratic được thể hiện trên hình 1.5
Luận văn tốt nghiệp Cao học 22
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Hàm truyền là:
2
4( )H U x U 
(1.9)
Hình 1.5: Đặc tuyến hàm truyền bộ biến đổi giảm áp kiểu Quadratic
Luận văn tốt nghiệp Cao học 23
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Chương 2
ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT
2.1 Giới thiệu
Điều khiển trượt nổi tiếng với kỹ thuật phản hồi đã được đề cập đến trong rất
nhiều bài báo và các công trình nghiên cứu của nhiều tác giả. Bản chất kỹ thuật này
điều chỉnh các hệ thống thông qua điều khiển đóng ngắt như là các thiết bị điện tử công
suất nói chung và các bộ biến đổi DC-DC nói riêng. Điều khiển trượt được nghiên cứu
cơ bản bởi nền khoa học Nga xô viết được trình bày trong các cuốn sách của
Emelyanov, Utkin, và một số tác giả khác. Điều khiển phản hồi gián đoạn được áp
dụng cho các hệ thống vật lý cơ điện tử đã được thực nghiệm và đạt kết quả tốt. Trong
chương này chúng ta nghiên cứu điều khiển trượt cho hệ thống điều chỉnh đóng ngắt
phi tuyến. Ta quy ước và giải quyết các vấn đề trên cơ sở sử dụng ngôn ngữ biểu đạt
của hình học giải tích vi phân. Chúng ta cùng xem lại các hệ thống một khoá chuyển
mạch và hệ thống nhiều khoá chuyển mạch (hệ SISO và hệ MIMO), Chúng ta nghiên
cứu tính chất nổi bật của lý thuyết cơ sở của điều khiển trượt: mặt trượt, sự tồn tại mặt
trượt, định nghĩa mặt trượt , điều khiển tương đương, trượt động lý tưởng và cuối cùng
là sự ổn định của hệ thống vòng lặp điều khiển trượt với các điều kiện nhiễu.
2.2 Các hệ thống cấu trúc biến
Hệ thống cấu trúc biến là một hệ thống trong đó mô hình trạng thái động chịu
ảnh hưởng lớn trên miền của không gian trạng thái, trên đó các phép toán của hệ được
tìm thấy một cách tường tận. Bản chất không liên tục của mô hình chính là thông số
đặc tính, và những thay đổi đột ngột gây ra hay do sự tác động tự ý lên các thành phần
Luận văn tốt nghiệp Cao học 24
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
của toán tử, sự kích hoạt tự động của một hay nhiều bộ chuyển mạch trong hệ thống,
hay do sự thay đổi các giá trị tạm thời của từng tham số hệ thống xác định.
Lớp của các hệ thống cấu trúc biến tương đối rộng đối với các nghiên cứu chi
tiết, hơn nữa lại ít được quan tâm trong lĩnh vực Điện tử Công suất (Power
Electronics). Vì lý do này, ta sẽ chỉ nghiên cứu các hệ thống cấu trúc biến được điều
khiển bởi một hay nhiều chuyển mạch. Vị trí của các chuyển mạch này sẽ cấu thành
nên tập các đầu vào điều khiển.
Ngoài ra, ta giới hạn thêm đối với các nhóm hệ thống mà các mô tả hay cấu trúc
có điểm tương đồng về số chiều với hệ kết quả cũng như về bản chất của trạng thái mô
tả trong hệ.
2.2.1 Điều khiển đối với các hệ thống điều chỉnh bằng chuyển mạch đơn
Ta xét quá trình điều khiển các hệ thống được biểu diễn bởi các mô hình
không gian trạng thái phi tuyến theo dạng:
   
.
x f x g x u 
,
 y h x
(2.1)
trong đó
,nx R
[0,1]u
,
y R
Các hàm véctơ f(x) và g(x) biểu diễn các trường véctơ trơn, nghĩa là các trường
véctơ khả vi vô hạn, được định nghĩa trên không gian tiếp tuyến với nR . Hàm đầu ra
h(x) là một hàm vô hướng trơn với biến x lấy giá trị trên trục thực R. Ta coi x như là
trạng thái của hệ. Biến u được xác định như một đầu vào điều khiển hay dơn giản là
lượng điều khiển. Còn biến y chính là đầu ra của hệ. Ta cũng thường coi f(x) như một
trường véctơ sai lệch và g(x) như là trường đầu vào điều khiển.
Luận văn tốt nghiệp Cao học 25
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Đặc điểm chính của hệ mà ta quan tâm là bản chất giá trị nhị phân của biến đầu
vào điều khiển. Không làm mất tính tổng quát, ta giả sử đầu vào điều khiển này lấy giá
trị trên tập rời rạc [0, 1] Chú ý rằng nếu tập các giá trị có thể nhận được của biến đầu
vào vô hướng u là tập rời rạc [W1,W2] với
iW R
, i=1,2 thì theo phép biến đổi tọa độ
khả đảo dưới đây ta có:
2
1 2
( )
( )
u W
v
W W



,
và u=W2+v(W1`+W2) sẽ tạo ra biến đầu vào điều khiển mới v là một hàm đầu
vào điều khiển giá trị nhị phân lấy giá trị trên tập [0, 1].
Ví dụ 2.1: Mạch điện dưới đây biểu diễn bộ biến đổi công suất từ một chiều sang
một chiều (DC-to-DC Power Converter), còn gọi là Bộ biến đổi Boost (Boost
Converter), được điều khiển bởi một chuyển mạch đơn.
Hình 2.1: Bộ biến đổi Boost một chiều - một chiều
chuyển mạch bằng khóa bán dẫn
Lý tưởng hóa khóa đóng mở Q ta có sơ đồ được biểu thị trên hình 2.2
Luận văn tốt nghiệp Cao học 26
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Hình 2.2: Bộ biến đổi Boost một chiều - một chiều với chuyển mạch lý tưởng
Phương trình vi phân điều khiển mô tả mạch là:
1
di
L uv E
dt
dv
C ui v
dt R

  

  

Trong đó: i là dòng điện vào cuộn cảm, v là điện áp ra, và u là hàm vị trí chuyển
mạch thỏa mãn
[0,1]u
Biểu diễn bằng ma trận, mô tả toán ...

---