前言:在昨天晚上成功把bode100的測試數(shù)據(jù)導入到matlab中進行閉環(huán)控制器的設計后,今天我實際測試了由這種設計方法得到的閉環(huán)控制參數(shù)的真實性能,并取得了不錯的效果,方法可見:《提取環(huán)路測試數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)閉環(huán)控制參數(shù)設計》。
從上次找大佬借儀器測試基于time shift control方法的數(shù)字電流模式LLC的環(huán)路數(shù)據(jù)后,因為測試出來的穿越頻率僅為220Hz,這么低的低頻增益引發(fā)我的一些思考,我在那篇文章里面寫過,我懷疑是實際c2000環(huán)境中的調(diào)制器(頻率振蕩器)的增益不同,引起了被控對象和開環(huán)增益較低的問題,具體內(nèi)容可見:《基于TSC電流模式諧振變換器的數(shù)字化實現(xiàn)與環(huán)路測試P5》。
所以在PLECS環(huán)境中借由C2000 PWM模塊來模擬C2000的現(xiàn)實中的實現(xiàn)并測試從周期寄存器上的頻率擾動到輸出電壓的頻率響應。主要的考慮是需要寫入好幾百的數(shù)字到周期寄存器用于改變開關頻率,不同于在simlpis環(huán)境和現(xiàn)實中模擬控制器使用mA級的電流來產(chǎn)生百KHZ的PWM,簡而言之就是兩者振蕩器的控制到頻率輸出的增益有很大的區(qū)別。
(PLECS環(huán)境中使用C2000PWM模塊模擬TSC控制)
頻率響應測試:
(掃描控制到輸出電壓的頻率響應)
(控制到輸出電壓的頻率響應)
可見PLECS環(huán)境中仿真的數(shù)據(jù)與實際測試的開環(huán)增益減去閉環(huán)控制器的影響后的被控對象相比,其增益和相位差異并不大,這也反證了使用環(huán)路分析儀測試的數(shù)據(jù)的正確性。
(對比分析環(huán)路掃描數(shù)據(jù))
至此,我基本可以認為在這個工作點(G=1.0,48V/400W)上,基于TSC方法的數(shù)字電流模式控制LLC的被控對象是準確的,然后設計好的閉環(huán)控制器的參數(shù)為:kp = 200.0; ti = 4e-4; fc = 5500; 控制器的傳遞函數(shù)為:pifs = kp*(1 + 1/(ti*s))*(2*pi*fc/(s + 2*pi*fc)); 是PI控制器串聯(lián)一個在高頻的低通濾波器,用于模擬在模擬控制上常用的type2的實現(xiàn),其bode可見:
(PIF閉環(huán)控制器)
在這組閉環(huán)控制參數(shù)與系統(tǒng)被控對象的開環(huán)傳遞函數(shù)為:Fc = 1.3KHz,PM = 60deg。
(系統(tǒng)開環(huán)增益)
把這組參數(shù)寫入控制程序中,并進行動態(tài)負載測試,(G = 1.0, 48V/40W~400W)測試。(電子負載比較差,不能主動設置電流斜率)。測試波形見下圖,其中加載跌落為0.733V,按百分比為1.52%,調(diào)節(jié)時間1.25ms左右。拋載電壓上沖0.408V,按百分比為0.85%,調(diào)節(jié)時間6ms左右。
(動態(tài)負載測試)
(動態(tài)負載:加載)
(動態(tài)負載:減載)
小結:經(jīng)過一段時間的思考,實現(xiàn)了將環(huán)路測試數(shù)據(jù)導入matlab分析的方法,并借由這種方法得到被控對象后進行了準確的閉環(huán)控制器的參數(shù)設計。然后引入控制器參數(shù)實際測試了系統(tǒng)的動態(tài)性能,檢驗了整體設計思路的正確性。
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