Н.В. Клиначев

Моделирование и отладка программного кода цифровой системы управления импульсного DC/DC преобразователя

Рабочие файлы: [Модель DC/DC] [ЦСУ 4 DC/DC double] [ЦСУ 4 DC/DC int32] [ЦСУ 4 DC/DC Си-код]

На чертеже 1 представлена интерактивная линейная непрерывная динамическая модель импульсного реверсивного преобразователя напряжения (DC/DC converter), которая позволяет отладить макет программного кода его двухконтурной системы управления (см. листинг 1). Предполагается, что система управления будет реализована на 32-х разрядном микроконтроллере с целочисленным АЛУ. Однако в данном документе демонстрируется первый прототип программы, в котором используется математика с плавающей точкой. Код был составлен методом пошаговой замены в исходной модели тех математических блоков, из которых были составлены регуляторы (см. гиперссылку 1). Дополнительно, была решена задача приведения системы управления к относительным единицам. В результате, каким бы ни был паспорт источника, сигналы на входе и выходе регулятора тока будут принадлежать диапазону от -1 до +1.

Для приведения системы управления к относительным единицам в качестве базовой величины был выбран предел по току, который задает максимальную величину сигнала на входе регулятора тока (см. константу LI в листинге кода). В результате приведения масштаб сигналов на входе регулятора тока измениться в LI раз, но выходной сигнал должен остаться неизменным. Для этого коэффициент усиления пропорционального канала регулятора необходимо увеличить в LI раз (см. код). Ещё раз обратим внимание на входной сигнал регулятора тока. Его формирует регулятор напряжения. Поэтому коэффициент усиления пропорционального канала регулятора напряжения должен быть в LI раз меньше. Сигналы на входе регулятора напряжения можно привести аналогичным образом. Но это не сделано.

Чертёж 1

Листинг 1. Программный код dll-блока (javascript)

Настроенная двухконтурная система управления при сохранении всех параметров может контролировать движение координат DC/DC-преобразователей выполненных как по полу-мостовой, так и по мостовой схемам. Причем, настраивать параметры регуляторов лучше для мостовой схемы, где меняющаяся противо-ЭДС дросселя не оказывает влияния на контур регулирования тока. Убедитесь в этом. Измените динамическую модель преобразователя и ШИМ-драйвера (подключите сигнал с датчика падения напряжения на конденсаторе к сумматору и отключите смещение для выходного сигнала регулятора тока на входе ШИМ-драйвера). Запустите вычислительный процесс. Убедитесь в том, что осциллограмма тока точнее повторяет задание.

JSLint | JSBeautifier | Emmet coding | Plunker editor

21.11.2015