Динамический расчёт преобразователя напряжения замкнутой САУ

Так как период коммутации много меньше скорости изменения регулируемого параметра, систему можно считать непрерывной и анализ проводить для усредненных значений тока и напряжения в силовой цепи. Таким образом, единственным инерционным звеном является выходной LC-фильтр.

Ток снимается с шунтового резистора, рассеиваемая мощность на котором должна быть не более 1 Вт, чтобы не вносить в схему значимых потерь. Сопротивление шунта:

(39)

Определяем передаточную функцию разомкнутого контура преобразователя напряжения выраженную через параметры:

(40)

На рис. 6 и 7 показаны частотные характеристики разомкнутого контура стабилизатора тока на основе импульсного преобразователя напряжения.

Рис.6 Амплитудно-частотная характеристика системы

Рис.7.Фазо-частотная характеристика системы

Как видно из рис.7, запас по фазе больше 45^o, что не удовлетворяет требованиям. Для увеличения запаса по фазе, придания системе устойчивости и увеличения быстродействия, используем регулятор на рис.8.

Рис.8 Электрическая схема регулятора

Подбираем элементы таким образом, чтобы обеспечить достаточные запасы по амплитуде и по фазе. Передаточная функция корректирующего устройства :

(41)

Рис.9 АЧХ скорректированной системы, корректирующего устройства и нескорректированной схемы

Рис.10 ФЧХ скорректированной системы, корректирующего устройства и нескорректированной схемы

Построение модели системы в пакете Micro-Cap

На рис.11 показана схема модели импульсного стабилизатора тока реализованная в пакете Micro-CAP

Рис.11 Принципиальная схема преобразователя в пакете Micro-CA

Рис.12. ПП от возмущения

Заключение

В результате проделанной работы были изучены основные принципы работы и проектирования импульсных преобразователей напряжения. В ходе разработки были изучены основные параметры преобразователей, такие как регулировочная характеристика и частота преобразования, были выбраны элементы фильтра, произведен энергетический расчёт, выполнен динамический расчёт, на практике были опробованы методы анализа и проектирования теории автоматического управления. При создании модели в среде Micro-Cap был тщательно проверен каждый этап разработки преобразователя и изучен принцип работы программы. Совместно с такими пакетами математического моделирования, как MathCAD или MatLab, Micro-Cap даёт широкие возможности проектирования систем автоматического управления с учетом особенностей основных электрических и электронных компонентов.

Список использованной литературы

1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Том I: Пер. с нем. – М.: ДМК Пресс, 2008. – 832 с.: ил.

2. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Том II: Пер. с нем. – М.: ДМК Пресс, 2007. – 942 с.: ил.

3. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учеб. пособие для втузов. – М.: Машиностроение, 1989. – 752 с.

4. Дьяконов В.П., Максимчук А.А., Ремнев А.М., Смердов В.Ю. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах: - М.: Солон-Р, 2002. – 512 с.

5. http://www.datasheetcatalog.net/

6. http://www.datasheetarchive.com/