스위칭 전원 공급 장치의 모델리스 제어를 위한 수학적 모델

스위칭 전원 공급 장치의 모델리스 제어를 위한 수학적 모델

스위칭 전원 공급 장치의 모델 프리 제어 개요
전력 전자 기술, 전력 전자 장비 및 사람들의 작업이 급속도로 발전함에 따라 생활은 점점 더 긴밀해지고 있으며 전자 장비는 안정적인 전원 공급 장치와 불가분의 관계에 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치는 현대 전력 전자 기술을 사용하여 스위칭 트랜지스터의 켜기 및 끄기 시간 비율을 제어하고 전원 공급 장치의 안정적인 출력 전압을 유지하며 일반적으로 스위칭 전원 공급 장치는 펄스 폭 변조(pWM) 제어 IC와 MOSFET. 대부분의 스위칭 전원 공급 장치 제어 부분은 아날로그 신호에 따라 설계 및 작동하며, 단점은 간섭 방지 능력이 매우 좋지 않다는 것입니다. 컴퓨터 제어 기술의 급속한 발전으로 인해 디지털 신호의 처리 및 제어는 분명한 이점을 보여줍니다. 컴퓨터 처리 및 제어가 쉽고, 설계 유연성이 크게 향상되고, 소프트웨어 디버깅이 편리해지며, pID 제어가 등장합니다. .

모델 제어 수학적 모델이 없는 스위칭 전원 공급 장치
일반적으로 제어법칙 설계에서는 동적 시스템의 수학적 모델을 확립할 필요가 있습니다. 고전적 접근 방식에서는 이 수학적 모델을 미리 확립해야 하며, 적어도 그 구조를 미리 결정해야 합니다. 모델이 정확할수록 좋습니다. 모델 없는 제어 법칙 설계에서는 수학적 모델이 사전에 최대한 정확해야 한다는 제어 법칙 요구 사항의 제한이 깨졌습니다.

우리의 모델링 절차에는 피드백 제어가 수반됩니다. 초기 수학적 모델은 부정확할 수 있지만 설계된 제어 법칙이 어느 정도 수렴되는지 확인하는 것이 필요합니다. 우리가 설계하는 모델 없는 제어 법칙은 모델링과 제어를 동시에 수행하며, 새로운 관측값이 획득되면 다시 모델링 및 제어됩니다. 이는 계속해서 매번 얻은 수학적 모델이 점점 더 정확해지고 결과적으로 제어 법칙의 성능이 향상됩니다. 우리는 이 절차를 실시간 모델링과 피드백 제어의 통합이라고 부릅니다.

스위칭 전원 공급 장치 모델리스 제어 모델링

모델링과 적응 제어의 통합

참조에서. 다음과 같은 일반화 모델이 제안됩니다.

y(k) - y(k-1)=Φ(k-1) [u(k-1) - u(k-2) > ( 4-1)

일반성을 잃지 않고 여기서는 제어된 동적 시스템 S의 시간 지연이 1이라고 가정합니다. y(k)는 시스템 S의 1차원 출력이고 u(k-1)는 p입니다. -차원 입력. Φ(k)는 일종의 판별 알고리즘을 사용하여 온라인으로 추정되는 특성 공변량이고, k는 이산 시간입니다. 우리는 Φ(k)가 판별 및 제어 통합의 실시간 판별-실시간 피드백 수정 절차에서 명확한 수학적 및 공학적 중요성을 가지고 있음을 알 수 있습니다.

실시간 모델링과 피드백 제어의 통합

구체적으로 모델링 및 피드백 제어 통합을 위한 프레임워크는 다음과 같습니다.

(1) 관찰된 데이터와 일반화 모델을 바탕으로

y(k) - y(k-1) = φ(k-1) [u(k-1) - u(k-2)

Φ(k-1)의 평가 Φ(k-1)는 적절한 평가 방법을 사용하여 구합니다.

(2) Φ(k-1)보다 한 단계 더 나아가기 위한 예측 값 Φ*(k)를 구하는 간단한 방법은 다음과 같습니다.

φ＊(k) = φ＊(k-1)

제어법칙을 찾을 때 우리는 여전히 커뮤니티 ψ(k)로 ψ*(k)를 씁니다.

(3) 시스템 S에 제어 법칙을 적용하면 새로운 출력 bey(k+1)가 생성됩니다. 새로운 데이터 세트 ｛(k+1),u(k)}가 획득됩니다.

이 새로운 데이터 세트를 기반으로 (1), (2) 및 (3)을 반복하면 새로운 데이터 세트 y(k+2),u(k+1)}}가 생성됩니다. , 등등. 시스템 S가 특정 조건을 만족하는 한 시스템 S의 출력 y(k)는 이 절차의 영향으로 점차적으로 y0에 접근합니다.