Toiteallika vahetamise mudelivaba juhtimise uurimine

Selles artiklis esitatakse mudelivaba juhtimismeetod toiteallikate vahetamiseks. Mittemodelleeriv adaptiivne kontroller, tuntud ka kui mudelivaba kontroller, see lähenemine rikub PID juhtimise piiranguid ja juhib tähelepanu uuele arendussuunale toiteallikate vahetamise arendamiseks. Märksõnad: toiteallika vahetamine, PID juhtimine, mudelivaba juhtimine, PWM [b][align=center]Lülitustoite uurimine mudelivaba kontrolleri ZHANG ke ,QI Xing-Guangi (Shandongi Kergetööstuse Instituut, Shandong,Jinan, 250353[/align][/b] Abstraktne: see paber kujutab endast mudeli vaba lüliti toiteallika kujundamise meetodit. Mudelivaba adaptiivne kontroller nimetas ka non_modeling adaptiivseks kontrolleriks,lähenemine tühistab PID mõisted, juhtis tähelepanu uuele suunale kommutaatori toiteallika arendamiseks. Võtmesõnad: toiteallika vahetamine, PID juhtimine, mudelivaba kontroller, PWM 1. Sissejuhatus Elektrielektroonilise tehnoloogia kiire arenguga on elektrielektroonilised seadmed üha tihedamalt seotud inimeste töö ja eluga ning elektroonikaseadmed on Usaldusväärne toiteallikas on hädavajalik. Toiteallika vahetamine on omamoodi toiteallikas, mis kasutab kaasaegset elektrielektroonilist tehnoloogiat, et kontrollida transistorite sisse- ja väljalülitamise ajasuhet, et säilitada stabiilne väljundpinge. Toiteallikate vahetamist juhivad tavaliselt impulsslaiuse modulatsiooni (PWM) juht-ICd ja MOSFETid. Koostis. Suurem osa kommutaatori toiteallika juhtosast on projekteeritud ja töötab analoogsignaalide järgi. Puuduseks on see, et häirete vastane võime on väga halb. Tänu arvuti juhtimistehnoloogia kiirele arengule on digitaalsete signaalide töötlemine ja kontroll näidanud ilmseid eeliseid: mugav arvutitele Töötlemine ja juhtimine, disaini paindlikkus on oluliselt paranenud, tarkvara silumine on mugav jne ja ilmub PID juhtimine. See muudab kommuteeriva toiteallika arenema digitaliseerimise, intelligentsuse ja multifunktsionaalsuse suunas. See parandab kahtlemata toiteallika vahetamise jõudlust ja töökindlust. Kuid kuna toiteallika vahetamine ise on mittelineaarne objekt, on selle täpse mudeli loomine üsna raske ja sageli kasutatakse ligikaudset töötlemist ning selle toitesüsteem ja koormuse muutused on ebakindlad, mistõttu on sageli raske kasutada eespool nimetatud analoog- või digitaalseid PID kontrollimeetodeid. PID regulaatori parameetrid muutuvad vastavalt. Kontrolliefekt ei ole ideaalne. Hiljuti välja töötatud mudelivaba kontroll [1] on paljutõotav kontrollimeetod. See ei tugine kontrollitava objekti matemaatilisele mudelile ning integreerib modelleerimise ja juhtimise. Mõne keerulise muutuva või ebakindla struktuuri puhul sobib väga hästi süsteemidele, mida on täpsete matemaatiliste mudelitega raske kirjeldada. Parandatakse kommutaatori toiteallika juhtimissüsteemi, mis mitte ainult ei vasta kommutaatori toiteallika suure jõudluse ja kõrge töökindluse nõuetele. 2. Kommutaatori toiteallika tööpõhimõte Lülitustoiteallika ploki põhiskeem on esitatud joonisel 1. Võrgupinge muundatakse alalispinge sisendiks kõrgsageduslikule muundurile läbi sisendsilmuse rektifikaatori ja filtri ning kõrgsageduslik muundur teisendab sisend-alalispinge kõrgsageduslikuks impulssruutlaine pingeks, mis läbib väljundsilmuse kõrgsageduslikku impulssi. Sageduse rektifitseerija ja filter muutuvad koormuse tarnimiseks alalispingeks. [align=center] Joonis 1 Toiteallika vahetamise tööpõhimõte[/joondage] Juhtsilmus mikroarvuti kui südamikuga, proovib lülitustoiteallika väljundpinget ja voolu juhttarkvara toel ning võrdleb neid antud andmetega ning seejärel Inverteri reguleerimiseks ja juhtimiseks muutke MOSFETi juhtivussagedust või juhtivus-/sulgemisaega, et stabiliseerida väljundit ja jälgida lülitustoiteallika tööolekut. 3. Kommutaatori toiteallika riistvarasüsteemi koostis Toiteallika juhtimissüsteemi lülitamine võib valida erinevaid mikroprotsessoreid vastavalt projekti tegelikule olukorrale. Selle koostise põhimõtteploki diagramm on näidatud nagu joonisel 2. Toite-/lähtestusahel tagab mikroprotsessorile stabiilse toiteallika ja lähtestusfunktsiooni. Väljundpinge tagasisidet kasutatakse väljundpinge väärtuse reguleerimiseks ja väljundpinge stabiilsena hoidmiseks. Praegusel tagasisideahelal on sarnane funktsioon pinge tagasisidega. Digitaalne toru kuvamisahel ja klaviatuuri sisendring mõistavad inimese ja arvuti vahelise suhtluse funktsiooni. PWM-väljundajami ahel väljastab impulsse sisse- ja väljalülitamise juhtimiseks. Kui väljundpinge on nõutavast pingest kõrgem, väheneb väljundimpulsi laius, vähendades seeläbi väljundpinget; kui väljundpinge on nõutavast pingest madalam, väljundimpulss Laius suureneb, suurendades seeläbi väljundpinget. [align=center] Joonis 2[/joondamine] 4. Mudelivaba kontrolli põhimõte 4.1 Üldine ülevaade mudelivabast kontrollist Kontrolliõiguse projekteerimisel on üldiselt vaja luua dünaamilise süsteemi matemaatiline mudel. Klassikalised meetodid nõuavad, et see matemaatiline mudel tuleb eelnevalt kindlaks määrata, vähemalt selle struktuur tuleb eelnevalt kindlaks määrata. Ja mida täpsem mudel, seda parem. Mudelivaba kontrolli seaduse ülesehitus rikub piirangut, et kontrolliseadus nõuab matemaatilise mudeli võimalikult täpset kehtestamist. Meie modelleerimisprotseduurid viiakse läbi tagasiside kontrolli abil. Esialgne matemaatiline mudel võib olla ebatäpne, kuid tuleb tagada, et kavandatud kontrolliseadusel oleks teatav lähenemine. Mudelivaba kontrolli seadus, mille me välja töötasime, on kontrollida modelleerimise ajal. Pärast uute vaatlusandmete saamist mudel uuesti. kontroll. Jätkake sel viisil, nii et iga kord saadud matemaatiline mudel oleks järk-järgult täpne, nii et paraneks ka kontrolliseaduse tulemuslikkus. Me nimetame seda menetlust reaalajas modelleerimise ja tagasiside kontrolli integreeritud menetluseks. 4.2 Modelleerimise ja adaptiivse kontrolli integreeritud lähenemisviis Võrdluses pakutakse välja järgmine üldmudel: y(k)-y(k-1)=φ(k-1)[u(k-1)- u(k-2)] (4-1) Ilma üldistuse kadumiseta, eeldatakse, et kontrollitud dünaamilise süsteemi S ajaline viivitus on 1, y(k) on süsteemi S ühemõõtmeline väljund ja teie (k-1) on P Wei kaotab inimesi. φ(k) on iseloomulik parameeter, mida hinnatakse veebis, kasutades teatavat identifitseerimisalgoritmi, ja k on diskreetne aeg. Näeme, et φ(k) on ilmne matemaatiline ja tehniline tähtsus reaalajas tuvastamise reaalajas tagasiside korrigeerimise tuvastamise ja kontrollimise integreerimise menetlustes. 4.3 Reaalajas modelleerimise ja tagasiside juhtimise integreerimine Täpsemalt, modelleerimise ja tagasiside kontrolli integreerimise raamistik on järgmine: (1) Vastavalt vaatlusandmetele ja üldmudelile y(k)-y(k-1)=φ( k-1) [u(k-1)-u(k-2)] Sobiva hindamismeetodi abil saadakse hinnang φ(k-1) φ(k-1) kohta. (2) Φ(k-1) ühe sammu võrra edasi φ*(k) prognoositava väärtuse leidmiseks on lihtne meetod võtta φ*(k) = φ*(k-1) Kontrolliseaduse taotlemisel paneme φ*(k) registreeritakse endiselt kui φ(k). (3) Kohaldada süsteemi S suhtes kontrolliseadust ja saada uus väljund y(k+1). Seega saadakse uus andmekogum {y(k+1),u(k)}. Selle uue andmekogume põhjal korduvad (1), (2) ja (3) võivad saada uusi andmeid {y(k+2), u(k+1)} jne. Niikaua kui süsteem S vastab teatavatele tingimustele, läheneb süsteemi s väljund y(k) käesoleva menetluse kohaselt järk-järgult y[sub]0[/sub]. 4.4 Kontrolleri programmi disain. Enamik kontrollereid, mida praegu kasutatakse tööstusliku tootmisprotsessi juhtimises, on klassikalised PID regulaatorid ja nende variandid. Süsteemide puhul, mis ei ole tõsiselt ühendatud, võib PID regulaatorite kontrollimõju olla endiselt rahuldav. , Kuid tõsise haakeseadisega süsteemide puhul tundub PID regulaator jõuetu. Järgnev kasutab PID regulaatorit võrdlusalusena, et võrrelda mudelivaba kontrollerit PID regulaatoriga, et näidata, et mudelivaba kontrolleril on parem lahtisidumine ja vastupidavus. Segamisvõime. Mudelivaba juhtvoo diagramm [align=center] Joonis 3 Mudelivaba juhtvoo diagramm[/align] 5. Testi tulemused Siin on mudelivaba kontrolleri ja PID regulaatori lahtisidumise võimaluste simulatsioonivõrdlus. Võrdluse õigluse huvides kohandatakse mudelivaba kontrolleri ja PID regulaatori parameetrid paremasse olekusse, ja kontrollitakse järgmisi süsteeme [1] (4-5): Kontrolli tulemused on esitatud joonisel 4 ja joonisel 5 [align=center] u(t ) Y(t) Joonis 4 PID kontrolli olukorra simulatsioonitulemus u(t) y(t) joonis 5 Mudelivaba juhtimise simulatsioonidiagramm[/joondamine] Simulatsioonitulemuste põhjal on selgelt näha, et mudelivaba kontroller ja PID regulaator on üksteise vastas. Lineaarse süsteemi kontroll on andnud häid tulemusi, kuid mudelivaba kontrollimeetodi kontrollivõime mittelineaarse haakeseadise olukorras on palju tugevam kui PID regulaatoril. 6. Järeldus Mudelivaba kontroll sobib mittelineaarseks kontrolliks ja selle kontrollieeskirjad ei pea kindlaks määrama konkreetse objekti mudelit. Sellel on üsna hea stabiilsus ja häiretevastane võime mittelineaarsete objektide, näiteks toiteallikate vahetamise kontrollimiseks. Mudelivabade kontrollistrateegiate kasutuselevõtt on loonud laialdase ruumi toiteallikate vahetamiseks.