精华内容
下载资源
问答
  • 文件内容包括buck电路的开环传递函数、加PI后的闭环传递推导;m文件;仿真mdl文件。实现功能——通过闭环BODE图整定出PID参数。
  • BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真.pdfpdf,BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真.pdf
  • buck电路bode图闭环设计,buck电路闭环控制设计,matlab源码.zip
  • BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真》由会员分享,可在线阅读,更多相关《BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真(11页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。1、BUCK电路闭环PID控制系统的MATLAB仿真一、课题简介BUCK电路是一...

    《BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真》由会员分享,可在线阅读,更多相关《BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真(11页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、BUCK电路闭环PID控制系统的MATLAB仿真一、课题简介BUCK电路是一种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输入电压Ui。通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。简单的BUCK电路输出的电压不稳定,会受到负载和外部的干扰,当加入PID控制器,实现闭环控制。可通过采样环节得到PWM调制波,再与基准电压进行比较,通过PID控制器得到反馈信号,与三角波进行比较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。二、BUCK变换器主电路参数设计2.1设计及内容及要求1、 输入直流电压(VIN):15V2、 输出电压(VO):5。

    2、V3、 输出电流(IN):10A4、 输出电压纹波峰-峰值 Vpp50mV 5、 锯齿波幅值Um=1.5V6、开关频率(fs):100kHz7、采样网络传函H(s)=0.38、BUCK主电路二极管的通态压降VD=0.5V,电感中的电阻压降VL=0.1V,开关管导通压降VON=0.5V,滤波电容C与电解电容RC的乘积为 2.2主电路设计根据以上的对课题的分析设计主电路如下:图2-1 主电路图1、滤波电容的设计因为输出纹波电压只与电容的容量以及ESR有关,(1)电解电容生产厂商很少给出ESR,但C与RC的乘积趋于常数,约为5080*F3。在本课题中取为75*F,由式(1)可得RC=25m,C=30。

    3、00F。2、滤波电感设计开关管闭合与导通状态的基尔霍夫电压方程分别如式(2)、(3)所示:(2)(3)(4)由上得:(5)假设二极管的通态压降VD=0.5V,电感中的电阻压降VL=0.1V,开关管导通压降VON=0.5V。利用,可得TON=3.73S,将此值回代式(5),可得L=17.5H3、占空比计算根据: (6)由上得:,可得TON=3.73S,则D=0.373三、BUCK变换器PID控制的参数设计PID控制是根据偏差的比例P)、积分I)、微分D)进行控制,是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。通过调整比例、积分和微分三项参数,使得大多数工业控制系统获得良好的闭环控制性能。PID控制的本。

    4、质是一个二阶线性控制器,其优点:1、技术纯熟;2、易被人们熟悉和掌握;3、不需要建立数学模型;4、控制效果好;5、消除系统稳定误差。3.1主电路传递函数分析图3-1 主电路(1)(2)原始回路增益函数为:(3) 带入数据得:3.2补偿环节的设计补偿器的传递函数为:(5)有源超前-滞后补偿网络有两个零点、三个极点。(6)(7)(8)(9)(10)零点为:, (11)极点为:为原点, (12)频率与之间的增益可近似为:在频率与之间的增益则可近似为:考虑达到抑制输出开关纹波的目的,增益交接频率取 (为开关频率)开环传函的极点频率为:(13)将两个零点的频率设计为开环传函两个相近极点频率的,则: 。 。

    5、(14)将补偿网络两个极点设为以减小输出的高频开关纹波。根据已知条件使用MATLAB程序算得校正器Gc(s)各元件的值如下:取 R2=10000欧姆 H(S)=3/10算得:R1=1.964e+004欧姆 R3=6.8214欧姆C1=4.5826e-008F C2=1.5915e-011F C3=2.3332e-008Ffz1 =347.3046HZ fz2 =347.3046HZ fp2 = 1000KHZ fp3 =1000KHZAV1 =0.5091 AV2 =1.4660e+003 由(2)(3)式得:G(s)=1.197e-024s5+1.504e-017s4+4.728e-011s。

    6、3+3.18e-008s2+0.s/4.727e-011s3+8.365e-007s2+0.s+3补偿器伯德图为:图4-1-1 超前滞后校正器的伯德图加入补偿器后:图4-1-2加入补偿器后系统的伯德图相角裕度和幅值裕度为:图4-1-3加入补偿器后系统的相角裕度和幅值裕度相角裕度到达172度,符合设计要求。(所用MATLAB程序见附录)四、BUCK变换器系统的仿真4.1仿真参数及过程描述仿真参数: G(s)=1.197e-024s5+1.504e-017s4+4.728e-011s3+3.18e-008s2+0.s/4.727e-011s3+8.365e-007s2+0.s+3 4.2仿真模型图。

    7、及仿真结果图4-2-1 主电路仿真图图4-2-2 仿真波形图4-2-3 加PID控制的仿真电路图4-2-4 仿真波形五、总结本设计论文完成了设计的基本要求详尽的阐述了设计依据,工作原理叙述,BUCK电路的设计,PID控制设计,传递函数参数计算,电路仿真。在进行本设计论文撰写时,我能够积极的查阅资料,和别人讨论,积极的采纳别人的意见。对电路的工作原理、参数的基数过程,所用器件的选择都进行了深入的阐述。我能够认真撰写论文,对论文进行进一步的修改。深入研究课题所涉及的内容,希望此设计能够对达到其预期的效果。由于时间和自身水平的限制,我所做的设计还有很多的不足之处。但通过这段时间以来的实践,我也掌握了。

    8、很多的经验和教训。通过这次的课程设计,我了解到怎样把自己在书本上学习到的知识应用到实际的工作之中,也学到很多待人处事的道理,想这在我以后的工作和学习中将是我的宝贵财富。程序clc;Clear;Vg=;L=;C=;fs=;R=;Vm=;H=;G0=tfVg*H,L*CFigure(1)Margin(G0)fp1=1/(2*pi*sqrt(L*C);Fg(1/2)*fs;Fz1=(1/2)*fp1;Fz2=(1/2)fp1;Fp2=fs;Fp3=fs;marg_G0,phase_G0=bode(G0,fg*2*pi);Marg_G=1/marg_G0;AV1=fz2/fg*marg_G;AV2=fp2/fg*marg_G;R2=10*103;R3=R2/AV2;C1=1/(2*pi*fz1*R2);C3=1/(2*pi*fzp2*R3);C2=1/(2*pi*fp3*R2);R1=1/(2*pi*C3*fz1);Num=conv(C1*R2 1,(R2+R3)*C3 1);Den1=conv(C1+C2)*R1 0,R3*C3 1);Den=conv(den1,R2*C1*C2/(C1+C2) 1);Gc=tf(num,den);Figure(2);Bode(Gc);G=series(Gc,G0);Figure(3)Margin(G。

    展开全文
  • 输出电压稳定不随输入电压、输出侧负载变化而变化,电流电压环pi参数已整定完毕,内外环配合良好。
  • buck电路闭环仿真,基于simulink
  • buck电路串联双闭环控制程序-dianya.rar 自己编程实现3个buck电路串联的双闭环控制,在输入电压不变时,可以稳定输出电压在给定值,输入电压变化时,输出电压在给定值附近扰动,新人求解答,谢谢谢谢
  • BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真.doc

    千次阅读 2021-04-18 06:57:27
    BUCK电路闭环PID控制系统的MATLAB仿真一、课题简介BUCK电路是一种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输入电压Ui。通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。简单的BUCK电路...

    BUCK电路闭环PID控制系统

    的MATLAB仿真

    一、课题简介

    BUCK电路是一种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输入电压Ui。通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。

    简单的BUCK电路输出的电压不稳定,会受到负载和外部的干扰,当加入PID控制器,实现闭环控制。可通过采样环节得到PWM调制波,再与基准电压进行比较,通过PID控制器得到反馈信号,与三角波进行比较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。

    二、BUCK变换器主电路参数设计

    2.1设计及内容及要求

    1、 输入直流电压(VIN):15V

    2、 输出电压(VO):5V

    3、 输出电流(IN):10A

    4、 输出电压纹波峰-峰值 Vpp≤50mV

    5、 锯齿波幅值Um=1.5V

    6、开关频率(fs):100kHz

    7、采样网络传函H(s)=0.3

    8、BUCK主电路二极管的通态压降VD=0.5V,电感中的电阻压降VL=0.1V,开关管导通压降VON=0.5V,滤波电容C与电解电容RC的乘积为

    2.2主电路设计

    根据以上的对课题的分析设计主电路如下:

    图2-1 主电路图

    1、滤波电容的设计

    因为输出纹波电压只与电容的容量以及ESR有关,

    (1)

    电解电容生产厂商很少给出ESR,但C与RC的乘积趋于常数,约为50~80μ*ΩF[3]。在本课题中取为75μΩ*F,由式(1)可得RC=25mΩ,C=3000μF。

    2、滤波电感设计

    开关管闭合与导通状态的基尔霍夫电压方程分别如式(2)、(3)所示:

    (2)

    (3)

    (4)

    由上得:

    (5)

    假设二极管的通态压降VD=0.5V,电感中的电阻压降VL=0.1V,开关管导通压降VON=0.5V。利用,可得TON=3.73μS,将此值回代式(5),可得L=17.5μH

    3、占空比计算

    根据: (6)

    由上得:,可得TON=3.73μS,则D=0.373

    三、BUCK变换器PID控制的参数设计

    PID控制是根据偏差的比例P)、积分I)、微分D)进行控制,是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。通过调整比例、积分和微分三项参数,使得大多数工业控制系统获得良好的闭环控制性能。

    PID控制的本质是一个二阶线性控制器,其优点:1、技术纯熟;2、易被人们熟悉和掌握;3、不需要建立数学模型;4、控制效果好;5、消除系统稳定误差。

    3.1主电路传递函数分析

    图3-1 主电路

    (1)

    (2)

    原始回路增益函数为:

    (3)

    带入数据得:

    3.2补偿环节的设计

    补偿器的传递函数为:

    (5)

    有源超前-滞后补偿网络有两个零点、三个极点。

    (6)

    (7)

    (8)

    (9)

    (10)

    零点为:

    , (11)

    极点为:为原点,, (12)

    频率与之间的增益可近似为:

    在频率与之间的增益则可近似为:

    考虑达到抑制输出开关纹波的目的,增益交接频率取 (为开关频率)

    开环传函的极点频率为:

    (13)

    将两个零点的频率设计为开环传函两个相近极点频率的,则: 。 (14)

    将补偿网络两个极点设为以减小输出的高频开关纹波。

    根据已知条件使用MATLAB程序算得校正器Gc(s)各元件的值如下:

    取 R2=10000欧姆

    H(S)=3/10

    算得:R1=1.964e+004欧姆 R3=6.8214欧姆

    C1=4.5826e-008F C2=1.5915e-011F C3=2.3332e-008F

    fz1 =347.3046HZ fz2 =347.3046HZ fp2 = 1000KHZ fp3 =1000KHZ

    AV1 =0.5091 AV2 =1.4660e+003

    由(2)(3)式得:

    G(s)=1.197e-024s^5+1.504e-017s^4+4.728e-011s^3+3.18e-008s^2+0.0009004s/4.727e-011s^3+8.365e-007s^2+0.002975s+3

    展开全文
  • Buck电路闭环PI控制

    千次阅读 2021-03-27 21:46:50
    这一节我们将对上一节的Buck电路进行闭环控制,控制方法采用最经典的PI控制器。 目标电压为15V。 电路的参数如下: PI的传递函数如下: 通过频率设计设计带宽为278rad/s,相位裕量为60°。则可以...

    上一节的文章中我们分析了Buck电路的小信号模型并通过扫频和传递函数进行模型的验证。

    这一节我们将对上一节的Buck电路进行闭环控制,控制方法采用最经典的PI控制器。

    目标电压为15V。

    电路的参数如下:

    L=50e-6H

    R=3\Omega

    C=500\mu F

    V_{ref}=14V

    D=0.5357

    PI的传递函数如下:

    C_{PI}(s)=K_p+\frac{K_i}{s}

    通过频率设计,设计带宽为278rad/s,相位裕量为60°。则可以得到PI的参数为:

    K_p=0, K_i=8.2591

    由此可见只需要I分量就能控制住,为了验证我们的设计,同上一节一样,我们搭建了模块和传递函数两种形式进行验证,搭建的电路图如下:

    最后的仿真结果如下:

    从结果可以发现系统在超调和响应时间方面都得到了很好的控制,两种模型方式的结果也进一步验证了我们理论分析的正确性。

    展开全文
  • 单相buck闭环电路,用于测试PI控制参数。
  • 基于PSIM的BUCK闭环电路设计

    千次阅读 2020-11-30 19:53:52
    文章目录前言一、设计指标及要求二、主回路电容电感值三、开关器件选取三、控制器结构和参数总结 前言 本文章是电力电子技术中DCDC变化器中的BUCK,主要采用PSIM仿真,适用于需要设计此变换器的课设同学。 一、...


    前言

    本文章是电力电子技术中DCDC变化器中的BUCK,主要采用PSIM仿真,适用于需要设计此变换器的课设同学。


    一、设计指标及要求

    BUCK变换器有关指标为:
      输入电压:标称直流48V,范围: 43V~53V
      输出电压:直流25V, 4A
      输出电压纹波: 100mV
      电流纹波: 0.25A
      开关频率: 250kHz
      相位裕量: 60°
      幅值裕量: 10dB
    设计要求:
    1)计算主回路的电感和电容值
    2)开关器件选用MOSFET,计算其电压和电流定额
    3)设计控制器结构和参数
    4)画出整个电路,给出仿真结果、分析和结论

    二、主回路电容电感值

    电感值计算:
    在这里插入图片描述

    电容值计算:
    在这里插入图片描述

    实际中,考虑到能量存贮以及输入和负载变化的影响,C的取值一般要大于该计算值。故取120uF,此外Resr=50毫欧.

    三、开关器件选取

    额定电压:直流电源的输入电压为43-53V,故其漏源最大电压,在选取20%-30%裕量,这里取20%裕量,故其Un=63.6

    额定电流:其尖峰电流Imax=4.25A,选取20%裕量,In=5.1A

    四、控制器结构和参数

    1、主电路的开环传递函数:

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述代入得到:在这里插入图片描述
    用PSIM仿真得到波特图
    在这里插入图片描述
    可根据三频段法可知在低、中、高频段都不满足我们要求。

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    若锯齿波的幅值取1V,,则得R1=4000欧,Rbias=1000欧,故Gpwm=1,H(s)=1/5,在不考虑调节器的情况下,原始得回路增益T0=Gvd(s)GpwmH(s),波特图与Gvd得波特图类似,其幅频特性曲线向下平移,分析类似,依旧不满足要求,故引入调节器。

    2、补偿环节Gc(s)采用类型3——PID调节器

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    (1)确定相位裕量:取60°
    (2)确定剪切频率fc:PID最大增益为180°,故总有90°的相位裕量。故无论fc取多少,其相位裕量总大于60°,fc越大,其系统响应速度越快,但fc太大,其开关频率过高,产生开关损耗大等缺点。故需要折中考虑。这里取fc=10KHZ.
    (3)确定Gb:开环函数在fc处的增益为13.5892db=4.78064.
    (4)计算K: 根据此表达式利用matlab即可计算出K=13.557.

    在这里插入图片描述
    (5)确定零极点:
    在这里插入图片描述
    (6)确定参数:
    采用matlab解方程即可得到五个参数
    在这里插入图片描述

    3、PSIM仿真

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    电压稳定的时间大约在1ms,其电压值稳定在25V,峰值电压为33.86V,
    在这里插入图片描述
    稳定后的电压纹波1.1262mV。
    在这里插入图片描述
    稳定后电流纹波1.8082mA。

    4、阶跃实验结果

    从满载——半载——满载
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    从满载到半载,电压略微变大,稳定时间大约在0.4ms
    从半载到满载,电压略微变小,稳定时间大约在0.4ms

    五、电路改进

    由前文可知,其超调为35.44%,在实际中的器件一般无法承受,故不实用,这里采用软起动方法,其原理是让参考电压从零开始缓慢增加。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    其超调几乎没有。


    总结

    总的来说,设计BUCK闭环调节器,用到的技能还是非常多的,如果能够自己做一遍,收获还是蛮大的,当然博主的能力有限,如果有错误请大家在评论区指出,欢迎大家积极讨论!
    如果有需要,可以下载PSIM的仿真电路。https://download.csdn.net/download/qq_40890957/13194096

    展开全文
  • Buck电路闭环控制设计仿真.doc
  • 这是Buck电路的simulink仿真模型...可通过采样环节得到PWM调制波,再与基准电压进行比较,通过PID控制器得到反馈信号,与三角波进行比较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。
  • 这是Buck电路的simulink仿真模型...可通过采样环节得到PWM调制波,再与基准电压进行比较,通过PID控制器得到反馈信号,与三角波进行比较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。
  • BUCK变化器输出平均PI闭环控制,可以作为平时学习和毕业设计的参考,电路的组成搭建,还有PI的参数都已将给出,可以直接仿真,请用高版本PISM打开。
  • 经典buck电路模型搭建,电压电流双闭环控制。达到了实现的结果
  • BUCK电路闭环PID控制系统的MATLAB仿真.doc题目BUCK 电路闭环 PID 控制系统的 MATLAB 仿真目录一、课题简介 2二、BUCK 变换器主电路参数设计 .22.1 设计及内容及要求 22.2 主电路设计 21、滤波电容的设计 32、滤波...
  • 电压电流双闭环buck电路simulink仿真,电压内环,电流外环
  • 自己编写的Buck变换器双闭环控制的比较规范的程序。开发环境为CCS,适用的DSP型号为TI公司的TMS320F28335,针对其他型号的DSP程序也可以借鉴。程序实现同步bbuck电路的电压电流双闭环控制,电压外环和电流内环均采用...
  • buck电路闭环调试仿真模型,适合初学者学习。matlab编写
  • BUCK电路闭环 PID 控制系统 的 MATLAB仿真 一课题简介 BUCK电路是一种降压斩波器降压变换器输出电压平均值 Uo总是小于 i 输入电压 U 通常电感中的电流是否连续取决于开关频率滤波电感 L 和 电容 C 的数值 简单的 ...
  • buck_PI_buck闭环PI控制_buck闭环_buckpicontrol_buck单相buck电路闭环电路_buck电路pi参数_源码.rar
  • 闭环控制 系统的MATLAB&真 BUCK电路闭环PID控制系统 的MATLAB仿真 一 课题简介 BUCK电路是一种降压斩波器降压变换器输出电压平均 值Uo总是小于输入电压 Ui一般电感中的电流是否连续取 决于开关频率滤波电感 L和...
  • 整理的一些关于buck电路和buck-boost电路建模,闭环控制设计的论文
  • BUCK电路的simulink仿真

    2019-08-08 11:15:31
    BUCK闭环控制的simulink仿真。简单明了,便于学习
  • 基于PSCAD的闭环Buck电路。通过占空比控制,可以获得所需的输出电压。

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 16
收藏数 307
精华内容 122
关键字:

buck电路闭环控制设计