Matematické modely pro bezmodelové řízení spínaných napájecích zdrojů
Přehled bezmodelového ovládání spínaného zdroje
S rychlým rozvojem technologie výkonové elektroniky, výkonových elektronických zařízení a práce lidí je život stále těsnější a elektronická zařízení jsou neoddělitelná od spolehlivého napájení. Spínací zdroj je použití moderní technologie výkonové elektroniky, řídí poměr času zapnutí a vypnutí spínacího tranzistoru, aby se udrželo stabilní výstupní napětí napájecího zdroje, spínací napájecí zdroj se obecně skládá z pulsně šířkové modulace (pWM) řídicího IC a MOSFET. Naprostá většina ovládací části spínaného zdroje je v souladu s analogovým signálem navržena a funkční, nevýhodou je velmi špatná odolnost proti rušení. Vzhledem k rychlému vývoji technologie počítačového řízení vykazuje zpracování a řízení digitálních signálů zjevné výhody: snadné počítačové zpracování a ovládání, flexibilita návrhu se výrazně zlepšila, ladění softwaru je pohodlné atd., vznik pID řízení .
Spínaný zdroj bez ovládání modelu matematickým modelem
V návrhu zákona o řízení obecně je potřeba vytvořit matematický model dynamického systému. Klasický přístup vyžaduje, aby tento matematický model byl vytvořen předem, alespoň jeho struktura musí být předem stanovena. Čím přesnější model, tím lépe. Při návrhu bezmodelového zákona o řízení je porušeno omezení požadavku zákona o řízení, aby byl matematický model předem co nejpřesnější.
Náš postup modelování je doprovázen zpětnovazební kontrolou. Výchozí matematický model může být nepřesný, ale je nutné zajistit, aby navržený zákon řízení měl určitý stupeň konvergence. Zákon bezmodelového řízení, který navrhujeme, je modelován a řízen současně, a když jsou získána nová pozorování, je znovu modelován a řízen. To pokračuje, takže získaný matematický model se pokaždé stává postupně přesnějším a v důsledku toho se zlepšuje výkon regulačního zákona. Tento postup nazýváme integrací modelování v reálném čase a zpětnovazebního řízení.
Modelování bezmodelového řízení spínaného zdroje
Integrace modelování a adaptivního řízení
V Ref. je navržen následující zobecněný model:
y(k) - y(k-1)=φ(k-1) [u(k{4}}) - u(k-2) > ( 4-1)
Bez ztráty obecnosti se zde předpokládá, že časová prodleva řízeného dynamického systému S je 1,y(k) je jednorozměrný výstup systému S a u(k-1) je p -rozměrový vstup. φ(k) je charakteristická kovariát, která se odhaduje online pomocí nějakého diskriminačního algoritmu, a k je diskrétní čas. Uvidíme, že φ(k) má jasný matematický a inženýrský význam v proceduře opravy diskriminace a zpětné vazby v reálném čase integrace diskriminace a řízení.
Integrace modelování v reálném čase a zpětnovazebního řízení
Konkrétně náš rámec pro modelování a integraci řízení zpětné vazby je následující:
(1) Na základě pozorovaných dat a zobecněného modelu
y(k) - y(k-1) = φ(k-1) [u(k-1) - u(k-2)
Ocenění φ(k{0}}) nebo φ(k-1) se získá pomocí vhodných metod oceňování.
(2) Jednoduchým způsobem, jak zjistit předpovědní hodnotu φ＊(k) pro krok vpřed o φ(k-1), je vzít
φ＊(k) = φ＊(k-1)
Při hledání regulačního zákona stále píšeme φ＊(k) jako společenství φ(k).
(3) Aplikováním řídicího zákona na systém S získáme nový výstupní bey (k+1). Získá se nová množina dat ｛y(k+1),u(k)}.
Opakováním (1), (2) a (3) na základě této nové sady dat vznikne nová sada dat, y(k+2),u(k+1)}} , a tak dále. Dokud systém S splňuje určité podmínky, výstup y(k) systému S se bude působením tohoto postupu postupně přibližovat k y0.
