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计算电力电子模型的线性近视
计算电力电子模型的线性近视
小信号分析使用工作兴趣点附近有效的线性时不变 (lti) 模型,逼近非线性电力电子系统(如开关模式电源)的行为。 小信号分析将经典控制理论向电力电子系统的应用推进了一大步,它要求使用 lti 表现形式,例如传递函数或系统的状态-空间模型。
对于 boost 或 buck 变换器等熟知的简单拓扑结构,您可以通过解析推导出它们的等价 lti 系统。但是,对于非标准变换器拓扑结构以及在复杂电力电子系统中集成的变换器,解析推导会变得相当耗时且容易出错。
一种业界公认的执行小信号分析的方法是构建电力电子系统的仿真模型,然后使用频率响应估计。频率响应估计首先在工作点将已定义的振幅和频率内容的小扰动信号叠加到电力电子系统的输入端,并测量系统对此扰动的响应。然后可以使用扰动信号和测得的输出信号计算频率响应,或代表工作点附近系统动态的传递函数 。
您可以将不同类型的输入信号注入模型以计算频率响应:
计算出系统的频率响应或传递函数后,您可以设计一个补偿器并对照线性模型对其进行评估。通过为不同的运行环境(例如不同的预期输出电压水平或不同的占空比)重复进行小信号分析,您可以开发一个增益调度控制器,以在预期的运行范围内运行电力电子系统。
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