Power Electronics
http://valvol.ru/

Резонансные топологии
http://valvol.ru/topic144.html		 Страница 22 из 24
Автор:  samodel [ 01-01, 16:48 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
Перейдем от обсуждения непосредственно к делу.
Я снял кривую разгона преобразователя без нагрузки
Изображение
Тангенциальным методом определил коэффициенты -a=-7V, L=0.25 ms
Рассчитал Кп для ПИД регулятора с учетом делителя напряжения 1:10, получил Кп=1,7.
Рассчитал Ти=0.13 мс
Рассчитал Тд=0.21 мс
Рассчитал резисторы и конденсаторы в цепях ОУ.
Получил такие Переходные характеристики:
5 вольт холостой ход
Изображение
5 вольт 3 ампера
Изображение
50 вольт холостой ход
Изображение
50 вольт 3 ампера
Изображение
Везде переходные кривые без перерегулирования и больших выбросов, это безо всякой ручной подстройки.
Естественно на минимальном напряжении и холостом ходе получились пульсации из-за ЧИМ, не относящиеся к собственно регулятору.
Автор:  valvol [ 01-01, 21:02 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
samodel писал(а):
Я снял кривую разгона преобразователя без нагрузки

И для максимального напряжения на выходе. И судя по всему, разгонная характеристика нагруженного преобразователя, на участке максимального разгона, не сильно отличаются от холостого хода.
А для минимального напряжения, из-за большой пульсации, практически невозможно использовать метод Зиглера-Никольса.
samodel писал(а):
...это безо всякой ручной подстройки.

Трудно сказать на сколько это хорошо, т.к. не с чем сравнивать. :live-14:
При максимальном выходном напряжении и нагрузке преобразователь выглядит явно слабоватым. Регулятор здесь не участвует, так как для этого отсутствует необходимый запас мощности.
Не понятно для какого входного напряжения эти характеристики сняты (максимального или минимального).
Стоило бы ещё посмотреть, как источник себя ведет при 100% скачках нагрузки, а также при скачках входного напряжения. Так как после импульсного стабилизатора предполагается использовать непрерывный, то в любых ситуациях должен обеспечиваться необходимый запас напряжения, требуемый для работы последнего.
Автор:  samodel [ 01-01, 21:29 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
Модель пока далека от реальности, в ней "среднепотолочные" компоненты. Сейчас занят изготовлением реального трансформатора, чтобы обмерить его индуктивности, активные сопротивления и подставить в модель реальные параметры. От трансформатора слишком многое зависит в этой схеме.
Автор:  samodel [ 01-01, 21:34 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
valvol писал(а):
При максимальном выходном напряжении и нагрузке преобразователь выглядит явно слабоватым. Регулятор здесь не участвует, так как для этого отсутствует необходимый запас мощности.

Да, все правильно, это я специально ограничил мощность верхней частотой, чтобы в полной мере проявилось самовыравнивание. Динамика естественно уменьшилась.
Автор:  valvol [ 02-01, 12:58 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
Некоторые итоги
samodel писал(а):
...я специально ограничил мощность верхней частотой...

Вряд-ли это это имеет смысл. При настройке по разгонной характеристике имеет значение только начальный её участок, на котором разгон имеет максимальную величину. Установившееся значение практически игнорируется. Поэтому все манипуляции с этим участком, по большей части, не влияют на результат. Разве, что оставляют режим максимальной нагрузки без регулятора.
Теперь по поводу настройки. Метод ЛАФЧХ (диаграмма Боде) более точный и поэтому для него важны конкретные режимы работы преобразователя. При настройке по разгонной характеристике важен только её наиболее скоростной начальный участок. А эта скорость будет максимальной при максимальном входном напряжении преобразователя. Вывод - в качестве настроечной надо выбирать разгонную характеристику, соответствующую максимальной частоте преобразования и максимальному напряжению питания (на входе).
Автор:  samodel [ 02-01, 20:59 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
valvol писал(а):
Вывод - в качестве настроечной надо выбирать разгонную характеристику, соответствующую максимальной частоте преобразования и максимальному напряжению питания (на входе).

Несомненно
Автор:  samodel [ 08-01, 13:43 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
Valvol, как Вы считаете, нужно ли предусмотреть в таком преобразователе ограничение среднего тока ключей?
Автор:  valvol [ 08-01, 23:17 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
Обязательно.
Автор:  samodel [ 09-01, 10:15 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
student_2 писал(а):
можете чуточку подробнее написать как Вы это делаете? про тангенциальный метод?

Если Вы ещё самостоятельно не разобрались, то я нашел время оформить небольшую "помогалку" https://disk.yandex.ru/i/HaB_OVTMjqbmqA
Автор:  valvol [ 09-01, 15:44 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
samodel писал(а):
...я нашел время оформить небольшую "помогалку" https://disk.yandex.ru/i/HaB_OVTMjqbmqA

Весьма похвально и соответствует духу нашего форума. :good:
Такие "помогалки" из серии "сделал сам, помоги другому!" позволяют совместно решать многие проблемы.
Однако, в предложенном документе, к сожалению, есть неучтенный момент. Не учитывается коэффициент передачи ГУН (генератор управляемый напряжением), включенного между выходом ОУ регулятора и входом преобразователя. Этот узел, как и делитель напряжения (коэффициент передачи которого учитывается) является элементом контура управления и его коэффициент передачи также должен учитываться. Однако, при снятии разгонной характеристики ГУН как-бы и не нужен, т.к. просто устанавливается максимальная частота преобразования.
Почему при этом получаются удовлетворительные результаты трудно сказать. Возможно что-то типа эффекта неисправных часов, которые два раза в сутки показывают правильное время. :live-14:
По идее, эту разгонную характеристику надо также поделить на коэффициент передачи ГУН (максимальное управляющее напряжение).
Автор:  samodel [ 09-01, 16:56 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
valvol писал(а):
samodel писал(а):
...я нашел время оформить небольшую "помогалку" https://disk.yandex.ru/i/HaB_OVTMjqbmqA

Весьма похвально и соответствует духу нашего форума. :good:
Такие "помогалки" из серии "сделал сам, помоги другому!" позволяют совместно решать многие проблемы.
Однако, в предложенном документе, к сожалению, есть неучтенный момент. Не учитывается коэффициент передачи ГУН (генератор управляемый напряжением), включенного между выходом ОУ регулятора и входом преобразователя. Этот узел, как и делитель напряжения (коэффициент передачи которого учитывается) является элементом контура управления и его коэффициент передачи также должен учитываться. Однако, при снятии разгонной характеристики ГУН как-бы и не нужен, т.к. просто устанавливается максимальная частота преобразования.
Почему при этом получаются удовлетворительные результаты трудно сказать. Возможно что-то типа эффекта неисправных часов, которые два раза в сутки показывают правильное время. :live-14:
По идее, эту разгонную характеристику надо также поделить на коэффициент передачи ГУН (максимальное управляющее напряжение).

Эффект часов тут не при чём.

Давайте определимся с составом системы регулирования:

1. Объект регулирования - нагрузка
2. Параметр регулирования - напряжение на нагрузке
3. ПИД-регулятор
4. Регулирующий орган - преобразователь напряжения в комплекте со всем его содержимым (ГУН или ШИ-модулятор, трансформатор, выпрямители, сглаживающие фильтры и т.д.)
5. Регулируемая среда - электрическая энергия

Поскольку система регулирования следящая и замкнута, то коэффициент передачи регулирующего органа компенсируется обратной связью через ПИД регулятор.

Другое дело, если регулирующий орган очень медленный, то конечно его задержка регулирования будет влиять на переходную характеристику, в этом случае действительно потребуется частотный метод определения параметров регулирования, ну или ручной.
Автор:  valvol [ 09-01, 17:18 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
samodel писал(а):
Другое дело, если регулирующий орган очень медленный, то конечно его задержка регулирования будет влиять на переходную характеристику, в этом случае действительно потребуется частотный метод определения параметров регулирования, ну или ручной.

В данном случае дело не в быстродействии или методе. А в том, что на этапе расчета (пусть даже и упрощенного) не учитывается передаточная характеристика ГУН.
Автор:  samodel [ 09-01, 17:33 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
valvol писал(а):
samodel писал(а):
Другое дело, если регулирующий орган очень медленный, то конечно его задержка регулирования будет влиять на переходную характеристику, в этом случае действительно потребуется частотный метод определения параметров регулирования, ну или ручной.

В данном случае дело не в быстродействии или методе. А в том, что на этапе расчета (пусть даже и упрощенного) не учитывается передаточная характеристика ГУН.

ГУН отдельно в системе регулирования не существует, регулирующий орган - это всё вместе, а то бы мы и коэффициент трансформации трансформатора учитывали бы.
А делитель напряжения на выходе перед регулятором это по гидравлической аналогии байпасный трубопровод меньшего сечения, чем основной, и на этом меньшем стоит расходомер, при этом измеряет общий расход, но с коэффициентом отношения сечений.
Автор:  valvol [ 09-01, 18:23 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
samodel писал(а):
ГУН отдельно в системе регулирования не существует.

Хорошо, чтобы понять проблему, предлагаю провести небольшой эксперимент.
Вставьте между выходом ОУ регулятора и входом ГУН ИНУН (E компонент) с коэффициентом передачи, скажем 100 либо 0.01. В вашей концепции это ведь ничего не поменяет?! Типа система всё скомпенсирует. Вот и посмотрите на реальном примере, к чему это приведет.
Если смысл данных манипуляции не понятен, то просто модернизируйте свой ГУН так, чтобы его чувствительность по входу увеличилась в 100 раз.
Автор:  samodel [ 09-01, 19:08 ]
Заголовок сообщения:  Re: Резонансные топологии
valvol писал(а):
samodel писал(а):
ГУН отдельно в системе регулирования не существует.

Хорошо, чтобы понять проблему, предлагаю провести небольшой эксперимент.
Вставьте между выходом ОУ регулятора и входом ГУН ИНУН (E компонент) с коэффициентом передачи, скажем 100 либо 0.01. В вашей концепции это ведь ничего не поменяет?! Типа система всё скомпенсирует. Вот и посмотрите на реальном примере, к чему это приведет.
Если смысл данных манипуляции не понятен, то просто модернизируйте свой ГУН так, чтобы его чувствительность по входу увеличилась в 100 раз.

Регулирующий орган должен обеспечивать диапазон регулирования регулируемого параметра, коэффициент передачи не обязательно должен соответствовать точно диапазону регулирования, может быть и больше. Меньший же коэффициент передачи может не обеспечить диапазона регулирования. Это как в УМЗЧ с ОС, коэффициент усиления транзисторов должен быть «не менее», при этом коэффициент усиления УМЗЧ зависит от ОС и не зависит от коэффициента усиления конкретного транзистора. Малый коэффициент передачи ГУН, например, можно скомпенсировать коэффициентом трансформации трансформатора, главное, чтобы регулирующий орган, в данном случае преобразователь целиком, обеспечивал нужный диапазон регулирования электрической энергии.
Страница 22 из 24 Часовой пояс: UTC + 4 часа
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/