Дослідження безмодельного управління комутаційним живленням

У цій статті представлено безмодельний метод управління комутаційними блоками живлення. Немодельуючи адаптивний контролер, також відомий як безмодельний контролер, такий підхід порушує обмеження PID-контролю і вказує на новий напрямок розробки для розвитку комутаційних блоків живлення. Ключові слова: комутаційне джерело живлення, управління PID, безмодельне управління, PWM [b][align=center]Дослідження розподільного джерела живлення на основі модельного безкоштовного контролера ZHANG ke , QI Xing-Guang (Інститут легкої промисловості Шаньдун, Шаньдун, Цзінань, 250353[/align][/b] Реферат: У цій статті представлено метод проектування моделі вільного джерела живлення. Модель безкоштовного адаптивного контролера, non_modeling названий адаптивним контролером,підхід скасовує поняття PID, вказував на новий напрямок розвитку комутаторного джерела живлення. Ключові слова: комутаційне джерело живлення, PID-контроль, безмодельний контролер, PWM 1. Впровадження При швидкому розвитку силових електронних технологій енергетичне електронне обладнання все тісніше пов'язане з роботою і терміном служби людей, а електронне обладнання - надійне електропостачання. Комутаційне джерело живлення - це свого роду блок живлення, який використовує сучасну енергетичну електронну технологію для управління часом співвідношення часу включення і виключення транзисторів для підтримки стабільної вихідної напруги. Комутаційні джерела живлення, як правило, контролюються модуляцією ширини імпульсу (PWM) управління ІС та MOSFETs. склад. Більшість комутаційної частини управління живленням спроектована і працює за аналоговими сигналами. Недоліком є те, що здатність до перешкод дуже погана. Завдяки швидкому розвитку технології комп'ютерного управління, обробка і управління цифровими сигналами показали очевидні переваги: зручна для комп'ютерів Обробка і управління, значно поліпшена гнучкість конструкції, зручне налагодження програмного забезпечення і т.д., з'являється PID-управління. Це змушує комутаційне джерело живлення розвиватися в напрямку діджиталізації, інтелекту та багатофункціональності. Це, безсумнівно, покращує продуктивність і надійність комутаційного джерела живлення. Але оскільки комутаційне джерело живлення саме по собі є нелінійний об'єкт, встановлення його точної моделі досить складне, а часто використовується приблизна обробка, а її система електроживлення і зміни навантаження невизначені, тому часто буває складно використовувати вищезгадані аналогові або цифрові методи управління PID. Відповідно змінюються параметри PID-регулятора. Контрольний ефект не ідеальний. Нещодавно розроблений безмодельний контроль [1] є перспективним методом управління. Він не спирається на математичну модель керованого об'єкта, а інтегрує моделювання та управління. Для деяких складних змінних або невизначена структура дуже підходить для систем, які важко описати точними математичними моделями. Вдосконалена система управління комутаційним блоком живлення, яка не тільки відповідає вимогам високої продуктивності і високої надійності комутаційного джерела живлення. 2. Принцип роботи комутаційного джерела живлення Принцип блоч-схеми комутаційного джерела живлення показаний на рисунку 1. Напруга в мережі перетворюється в вхідну напругу постійного струму в високочастотний перетворювач через випрямляч і фільтр у вхідній петлі, а високочастотний перетворювач перетворює вхідну напругу постійного струму в високочастотну імпульсну квадратну хвильу напруги, яка проходить через високочастотний імпульс у вихідній петлі. Випрямляч і фільтр частоти стають напругою постійного струму для забезпечення навантаження. [вирівняти=по центру] Рисунок 1 Принцип роботи комутаційного джерела живлення[/align] Петля управління з мікрокомп'ютером як ядром, зразки вихідної напруги та струму комутаційного джерела живлення з підтримкою програмного забезпечення управління, і порівнюється з заданими даними, а потім Для регулювання та управління інвертором змінюйте частоту провідності або час провідності/відключення MOSFET для стабілізації виходу, а потім контролюйте робочий стан комутаційного джерела живлення. 3. Склад комутаційної системи електроживлень Система комутаційного живлення може вибирати різні мікропроцесори відповідно до фактичної ситуації проекту. Принцип його складу блок-схема показана як на рис. Ланцюг живлення/скидання забезпечує стабільну функцію живлення та скидання до мікропроцесора. Зворотній зв'язок вихідної напруги використовується для регулювання вихідного значення напруги і збереження вихідної напруги стабільною. Схема зворотного зв'язку струму має аналогічну функцію зворотного зв'язку напруги. Цифрова схема відображення трубки та схема вводу клавіатури реалізують функцію взаємодії людини та комп'ютера. Схема вихідного приводу PWM виводить імпульси для управління включенням і вимкненням. Коли вихідна напруга вище необхідної напруги, ширина вихідного імпульсу зменшується, тим самим знижуючи вихідну напругу; коли вихідна напруга нижче необхідної напруги, вихідний імпульс Ширина збільшується, тим самим збільшуючи вихідну напругу. [вирівняти=по центру] Рисунок 2[/align] 4. Безмодельний принцип управління 4.1 Загальний огляд безмодельного контролю У розробці контрольного закону взагалі необхідно встановити математичну модель динамічної системи. Класичні методи вимагають, щоб ця математична модель була встановлена заздалегідь, принаймні її структуру необхідно визначити заздалегідь. І тим точніше модель, тим краще. Розробка закону про безмодельний контроль проривається через обмеження, що закон про контроль вимагає, щоб математична модель була створена максимально точно заздалегідь. Наші процедури моделювання проводяться з контролем зворотного зв'язку. Початкова математична модель може бути неточною, але вона повинна бути забезпечена тим, що розроблений закон контролю має певний ступінь конвергенції. Розроблений немодель без моделі закон про контроль полягає в контролі під час моделювання. Отримавши нові дані спостережень, моделюй знову. контроль. Продовжуйте таким чином, щоб математична модель, отримана кожного разу, поступово була точною, так що продуктивність контрольного закону також була вдосконалена. Ми називаємо цю процедуру інтегрованою процедурою моделювання в режимі реального часу та контролю зворотного зв'язку. 4.2 Пропонується комплексний підхід моделювання та адаптивного керування У посиланні пропонується наступна загальна модель: y(k)-y(k-1)=φ(k-1)[u(k-1)- u(k-2)] (4-1) Без втрати загальності, передбачається, що затримка часу контрольованої динамічної системи S становить 1, y(k) є одновимірним виходом системи S, а you(k-1) - P Wei втрачає людей. φ(k) є характерним параметром, який оцінюється онлайн за допомогою певного алгоритму ідентифікації, а k — дискретний час. Ми побачимо, що φ(k) має очевидне математичне та інженерне значення в процедурах ідентифікації та контролю інтеграції в режимі реального часу ідентифікації в режимі реального часу корекції зворотного зв'язку. 4.3 Інтеграція системи моделювання та контролю зворотного зв'язку в реальному часі Зокрема, рамки нашої інтеграції моделювання та контролю зворотного зв'язку такі: (1) Згідно з даними спостережень та загальною моделлю y(k)-y(k-1)=φ( k-1) [u(k-1)-u(k-2)] За допомогою відповідного методу оцінки отримано оцінку φ(k-1) φ(k-1). (2) Щоб знайти прогнозоване значення φ*(k) φ(k-1) на крок вперед, простим методом є φ*(k) = φ*(k-1) При пошуку закону про контроль ми ставимо φ*(k) як і раніше записується як φ(k). (3) Застосуйте контрольний закон до системи S та отримайте новий вихід y(k+1). Таким чином, виходить новий набір даних {y(k+1),u(k)}. Повторення (1), (2) і (3) на основі цього нового набору даних може отримати нові дані {y(k+2), u(k+1)} тощо. До тих пір, поки система S задовольняє певним умовам, при дії цієї процедури, вихід y(k) системи s буде поступово наближатися до y[sub]0[/sub]. 4.4 Розробка програми контролера. Більшість контролерів, які в даний час використовуються в контролі процесу промислового виробництва, є класичними PID-регуляторами та їх варіантами. Для систем, які не сильно з'єковані, контрольний ефект PID-регуляторів все ще може бути задовільним. , Але для систем з сильною муфтою, PID-регулятор здається безсилим. Нижче наведено регулятор PID як орієнтир для порівняння контролера без моделі з регулятором PID, щоб показати, що контролер без моделі має кращу декуплінг та опір. Здатність до перешкод. Безмодельна блок-схема керування [align=center] Рисунок 3 Без моделі блок-схема керування[/align] 5. Результати тестування Тут наведено імітаційне порівняння можливостей декупажу контролера без моделі та PID-регулятора. Для справедливості порівняння Параметри безмодельного контролера та pid-регулятора налаштовані на кращий стан, і контролюються наступні системи [1] (4-5): Результати управління показані на рисунку 4 та рисунку 5 [align=center] u(t) Y(t) З результатів моделювання видно, що безмодельний контролер та регулятор PID протилежні один одному. Контроль лінійної системи отримав хороші результати, але здатність управління безмодельного методу управління для нелінійної зв'язки набагато сильніше, ніж у регулятора PID. 6. Висновок Безмодельне управління підходить для нелінійного контролю, а його правила управління не потребують визначення моделі конкретного об'єкта. Він має досить хорошу стабільність і здатність проти перешкод контролювати нелінійні об'єкти, такі як комутаційні джерела живлення. Впровадження безмодельних стратегій управління створило широкий простір для розвитку комутаційних блоків живлення.