Power Electronics

Я обычно пользуюсь тангенциальным методом определения параметров регулятора. Снимаю кривые разгона в симуляторе при разных режимах и беру средний наклон касательной, для которого и рассчитываю параметры ПИД-регулятора.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Ну что вам на это сказать? Может быть это чем-то и лучше чем ничего. Данный метод позволяет найти приблизительные настройки, которые затем должны уточняться.

И для определения исходных параметров надо выбирать не среднюю, а наиболее критичную характеристику.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

можете чуточку подробнее написать как Вы это делаете? про тангенциальный метод?

Просто набираете в поисковике "Тангенциальный метод расчета параметров ПИД регулятора"

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

В большинстве случаев оказывается достаточно приблизительных настроек, чтобы не тыкать пальцем в небо, тем более, что точных и не будет для разных режимов.
По крайней мере все известные мне микропроцессорные ПИД регуляторы при автоматической самонастройке параметров используют данные методы.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Согласен. Для обсуждаемого ЛБП это как раз на режиме малых нагрузок, т.е. задача по снятию переходных (разгонных) кривых упрощается.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Ну и слава Богу! Если возраст за 50, то и мозги уже, наверное, не стоит ломать новыми знаниями.

Потому-что современные программисты зачастую мало что понимают в том предмете, который программируют. Вот и используют упрощенные методики из интернета.

Малых в каком смысле? Для холостого хода, для минимального выходного напряжения ...?

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Подавляющее большинство вообще по жизни не ломают мозги. Я себя отношу все таки к пытливому меньшинству.

В серьезных фирмах практикуется узкая специализация: программисты действительно только пишут код, они и не должны больше ничего понимать кроме кода, а алгоритмы для них пишут математики или другие специалисты, разбирающиеся в вопросе.

Для холостого хода при минимальном напряжении.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Ну, да. Специалистам надо хорошую зарплату платить. Информация из интернета подешевле будет.

Нет, критические характеристики находятся на другом конце. Где всё на максималках: максимальное входное напряжение, максимальное выходное напряжение, максимальный ток нагрузки.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Эдак мы долго загадками можем общаться. Допустим требуется поддерживать уровень в водонапорной ёмкости. Для Вас критично не перелить воду через край, а для меня критично остаться без воды

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Ничуть. Я вполне конкретно указал критерий.

В принципе, этот пример можно использовать для популярного объяснения сути вопроса.
Представим, что мы имеем высокий сосуд, в который сверху поступает вода. Внизу сосуда имеется управляемый сливной клапан. Требуется регулировать уровень в этом сосуде путем открытия/закрытия сливного клапана. Причем уровень может быть задан любой, от минимального, до максимального. Для регулировки и стабилизации уровня используем некий регулятор. На небольшое отклонение уровня от заданного вверх или вниз, регулятор открывает или закрывает сливной клапан.
Так вот, когда уровень максимальный и давление воды в нижней части сосуда максимальное, эффективность сливного клапана также выше. Т.е. при одинаковом процентном открытие клапана, прирост расхода через него будет выше, если в сосуде высокий уровень и, соответственно, низкий, если уровень низкий.
Теперь представим, что мы вручную, но очень качественно, настроили регулятор при минимальном уровне в сосуде. Вроде всё нормально, регулятор устойчиво работает. Но вот поступила команда увеличить уровень до максимального. И что произойдет. Теперь сливной клапан начнет действовать эффективней (его коэффициент передачи увеличится) и на одинаковое отклонение он будет реагировать более интенсивной регулировкой слива. В результате система регулирования потеряет устойчивость (возбудится). Ну и да, видимо при этом вода в сосуде начнет толчками переливаться через его край.
А теперь представим, что поток поступающей воды также может меняться. А мы настроили регулятор в минимальном уровне, при минимальном расходе поступающей воды. И если теперь надо будет установить верхний уровень, а расход воды поступающей в сосуд увеличится, то вода полетит из него во все стороны, как из гейзера.
И какой из этого можно сделать вывод? Правильно! Настройку регулятора надо вести при максимальном уровне в сосуде и максимальном расходе поступающей воды.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Вы только забыли о такой характеристике объекта регулирования, как самовыравнивание. Чем выше уровень в емкости, тем выше гидростатическое давление, которое увеличивает слив воды, объект становится более статичным при приближении к максимальному уровню. В блоке питания происходит тоже самое, преобразователь имеет ограниченную мощность и при максимальном напряжении и нагрузке на выходе кривая разгона имеет меньший наклон, т.е. объект более статичен.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Практически все нагруженные импульсные преобразователи являются статическими объектами регулирования (объекты с самовыравнивание). И данный преобразователь также не исключение. Это означает, что выходной уровень принимает некое установившееся значение не только для максимальной мощности (максимальной частоты преобразования), но и для любой другой выбранной частоты преобразования. Это происходит после того, как достигается равенство входной (минус потери) и выходной мощностей. Если сомневаетесь, то можете проверить это на своей модели.
Это же правило применимо не только к ЧИМ, но и, например, к ШИМ преобразователям. Только там самовыравнивание и установившийся уровень имеет место для любого конкретного значения заполнения импульсов ШИМ.
Большая часть преобразователей обладает статизмом даже в режиме холостого хода.
И установившийся режим для реальный преобразователей, обычно, превышает рабочий для наихудших условий (минимальное входное напряжение и максимальная нагрузка) с хорошим запасом. В противном случае преобразователь будет практически не управляемый.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Вот и получается, что удержать максимальное напряжение при максимальной нагрузке легче, т.к. объект более статичен, и меньше будут требования к точности настройки параметров регулятора, нежели при малой нагрузке или холстом ходе. Следовательно критичен именно этот режим.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Не факт. На практике ситуация далеко не такая черно-белая. Допустим, выбирается некоторый запас для работы в самом тяжелом режиме (минимальное входное напряжение и максимальный выходной ток). А затем поднимаем входное напряжение до возможного максимального. Динамика резко увеличивается. Это один из факторов. Теперь посмотрим в сторону конденсатора выходного LC фильтра. Если ток нагрузки минимальный, напряжение на нем меняется медленно. И наоборот, если ток нагрузки максимальный, то быстро. На практике трудно учесть все факторы "на пальцах". Требуется испытание объекта во всех крайних режимах. При профессиональном подходе, также учитывается разброс номиналов компонентов. И это сложно (практически невозможно) сделать по разгонным характеристикам, которые предназначены для испытания линейных объектов регулирования, которым импульсный преобразователь не является по определению. Обычно, его можно считать линейным на частотах в 5 раз ниже частоты преобразования. Кроме этого, у любого преобразователя с выходным LC фильтром существует два режима работы - режим с разрывным током и режим с непрерывным током. Динамика для обоих этих режимов серьезно отличается (в одном преобразователь ближе к источнику тока, а в другом к источнику напряжения). При снятии разгонной характеристики, преобразователь проходит сквозь эти режимы и отделить их потом друг от друга, используя примитивную методику, практически невозможно.
При использовании ЧИМ, добавляется ещё, как минимум, две проблемы:
1. Снижение частоты пульсации при снижении нагрузки. Это, соответственно, накладывает ограничение на быстродействие регулятора. Т.е. режим получается "вялым" из-за низкой частоты преобразования. Говоря по простому, реакция преобразователя на управляющее воздействие не может быть короче периода преобразования. В реальности время регулирования превышает 5-10 периодов.
2. При снижении частоты, на процесс передачи энергии начинают влиять паразитные колебания в контуре с индуктивностью фильтра и конденсатором на его входе. Это приводит к "гребеночному" изменению передаточной характеристики преобразователя. И в некоторый момент регулировочная характеристика преобразователя может даже инвертироваться. Попробуйте пошагово изменить период следования импульсов в своей модели в диапазоне от 70 до 60 мкс. Казалось бы, что при сокращении периода и увеличении частоты следования импульсов, выходное напряжение преобразователя должно методично увеличиваться. Но в данном случае всё происходит наоборот. Для периода 70 мкс выходное напряжение выше чем для 60 мкс.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.