Hochsetzsteller in Simplorer :PI-Regler Auslegung

[valere k. (valere_k)]

Hallo zusammen,
ich versuche die Ausgangsspannung eines Hochsetzstellers zu regulieren 
(voltage mode regulation). Hinter dem Ausgangskondensator steht ein 
weiteres Modul, was versogt werden soll.
Ich habe einen PI-Regler in Matlab nach der Frequnenzgangsmethode 
erfolgreich ausgelegt. In Simplorer wird aber die Ausgangsspannung nie 
konstant und steigt immer weiter.

Ich habe den Eindruck, ich hätte die Strecke falsch betrachtet und/oder 
den Limtimer-Block (Begrenzer)falsch eingestellt.

Meine Strecke(siehe Anhang) besteht aus L, C und Rlast.

Könnte mir einer sagen,was ich falsch mache ?
Woraus besteht denn die Strecke eigentlich ?
wie ist den Limiter einzustellen ?

danke

[Fralla (Gast)]

Eingang der Strecke ist das Dutycycle, Eingangsspannung, der Ausgang die 
Ausgangsspannung, klar.
Wichtig ist es auch den ESR des Kondensators mitzusimulieren (macht eine 
Nullstelle, welche helfen kann in der Übertragungsfunktion).

Teste den Wandler mal ohne Regelung. Zb ein dutycycle von 0,5 vorgeben. 
Wenn der Drosselstrom dann ein kontinuierliches Dreieck ist müsste die 
Spannung etwa verdoppelt werden.

Wie groß ist C und L? schaltfrequenz? Die Nullstelle deines PI-Reglers 
liegt an merkwürdiger stelle... Einfach zehmal größer als der Pol dur C 
und R Last? Was soll das für ein Model sein?

MFG

[Der Rene (Gast)]

Bedeutet doch nichts weiter, als dass du im Ladezyklus mehr reinpumpst 
als du hinten über die gesamte Zeit rausziehen kannst. Mach einfach dein 
R in der Last kleiner =)

[valere k. (valere_k)]

danke für eure Antwort.Die Daten von oben habe ich geändert/verbessert.
hier die frischen wichtigen Daten: Last{Rl=6 Ohm, Ll=188mH}, Ue=24V, 
Ua=120V, a(Tastverhältnis)=0.8,Taktfrequenz=10kHz,Ie=64A,Ie=16A
Bei der Auslegung stellte die Lastinduktivität ein Problem,weil ich die 
nicht mitberücksichtigt habe.Es führt dazu,dass der Eigangsstrom 
unerwünscht im Einschwingvorgang lückt und große Strowelligkeit(damit 
kann ich noch leben).Ich hatte ja die Formel für nichtlückenden Strom 
benutzt.

- "wie groß sind L und C ? "
So erhiel ich:L<0.14mH,C>250µF, gewählt:L=0.05mH,C=470µF.

- " Teste den Wandler mal ohne Regelung. Zb ein dutycycle von 0,5 
vorgeben.
Wenn der Drosselstrom dann ein kontinuierliches Dreieck ist müsste die
Spannung etwa verdoppelt werden "

Die Ausgangsgröße (Strom und Spannungen) sehen schon azeptabel gut aus.

-"Einfach zehmal größer als der Pol dur C und R Last? Was soll das für 
ein Model sein?"
Bei der Auslegung,soll doch Tr>T1 sein oder ? wenn Tr=T1 ist dann 
bekommt man wegen dem I-Glied einen winkel von 90°. ich hatte mir mehr 
Phasenreserve gewünscht und deswegen Tr=10*T1.

Nochmal mein Problem: was ist denn die Strecke(Schaltung aus was?)dann 
kann ich der Regler auslegen. oder wie soll ich die Reglerparameter Tr 
und Kr bestimmen ?

-"Wichtig ist es auch den ESR des Kondensators mitzusimulieren (macht 
eine
Nullstelle, welche helfen kann in der Übertragungsfunktion)"
Damit meinst du den Paralellwiderstand oder? wie groß soll er denn sein. 
Er ist in meinem Modell von Simplorer nicht drin.

ich melde mich wieder,sobald ich was Neues habe.
noch mal danke

[valere k. (valere_k)]

Ua=96V und a=Tastverhältnis=0.75
ich habe die Bauteilen mit diesen Werten dimensioniert.

[valere k. (valere_k)]

hier noch mal die Strecke, die ich angenommen habe. Da meine Last nicht 
nur aus Rl sondern aus Rl+Ll besteht, könnte es daran liegen dass die 
Regelung nicht funktionert .
 R2/(R1+R2)=1 also Einheitsrückführung.

[Der Rene (Gast)]

Nicht, dass es schon haufenweise Literatur zu dem Thema geben würde...
Wie du sicherlich schon festgestellt hast, ist ein Schalter in deinem 
Hochsetzsteller. Dieser bewirkt, dass sich dein Zustandsraum ändert.
Es gibt haufenweise Methoden diesen Schalter zu modelieren und daraus
ein Regelungssystem zu entwickeln. In deinem Fall, genügt sicherlich 
eine einfache "Mittelwertbildung der Zustandsräume". Such mal nach 
"State Space Averaging Method" da wirst du sicher fündig werden.

Gruß
Der Rene

[Werner (Gast)]

valere k. schrieb:
> In Simplorer wird aber die Ausgangsspannung nie
> konstant und steigt immer weiter.

Da ist wohl mindestens der I-Anteil zu klein  ;-)

[Fralla (Gast)]

SSA ist eine der Methoden um eine Übertagungsfunktion zu erhalten. Nach 
dem gewichten und mitteln mit dem dutycycle muss der erhaltene 
Zustandsraum noch um den Arbeitspunkt linearisiert werden um ein Model 
zu erhaltem auf welches man die klassische Regelungstechik anwenden 
kann.
Für Wandler mit hoher Regelbandbreite ist es allerdings zu ungenau, da 
es nicht mehr voll stimmt wenn man sich der Schaltfrquenz nähert. 
Seitenbänder die bei der Modlulation mittels PWM entstehen werden nicht 
berücksichtig, muss man aber wenn man mit der Bandbreite sich fsw 
nähert.
 Ist in dem Fall hier wohl egal, da es wohl nur eine einfache Regelung 
geht.

Sieht man sich die Übertragungsfunktion eines Boost Wandler an wird eine 
klar, das mn mittels PI nicht viel erreichen kann. Mit einem D Anteil 
kann auch der durch das L und C entstehende Pol (welcher Wandert) 
kompensiert werden.

Hier ein extrem pimitives Model welches weder ESR des Kondensators 
(macht einen Nullstelle) noch den ESR der Drossel (ändert die Güte) 
berücksichtig. Für eine Simulation aber ausreichend.

$$G_d=\frac{V_{\text{IN}}}{D}\frac{1-s \frac{L}{(1-D)^2R}}{1+s \frac{L}{(1-D)^2R}+s^2\frac{(1-D)}{\sqrt{L C}}}$$

D...Dutycycle im Arbeitspunkt (ist ja nur ein Kleinsignlmodell)

Man sieht eine Nullstelle rechts in der Halbebene, welche die Ungute 
Eingenschaft hate Phase zu "rauben". Dem kan durch kompensation (die 
Null bewegt sich aber) teilweise entgegengewirkt werden. Für einen 
einfachen Hochsetzer z smulieren aber auch eher unwichtig.

MFG Fralla

[valere k. (valere_k)]

danke an Alle für eure Beiträge.

@ Fralla: in deiner obenstehenden Formel für die Strecke (hoffentlich 
ist die gemeint), finde ich leider die Lastinduktivität Ll=188mH nicht 
drin.

ich habe aus Simulationsergebnissen die Erfahrung gemacht, sie spielt 
eine große Rolle schon bei der Auslegung des Boost Wandler.

In dem Regelkreis im Anhang, ging man von einer R-Last. Ich habe aber 
eine RL-Last.

Fralla schrieb:
> Sieht man sich die Übertragungsfunktion eines Boost Wandler an wird eine
> klar, das mn mittels PI nicht viel erreichen kann. Mit einem D Anteil
> kann auch der durch das L und C entstehende Pol (welcher Wandert)
> kompensiert werden.

ich bin schon mal auf die Idee gekommen, einen PDT1-Regler zu benutzen. 
Der offene Regelkreis hat dann ein TT1-Verhalten, was zu einem stabilen 
geschloßener Regelkreis führen sollte. war aber nicht der Fall.

Ich probiere noch mal alles in Ruhe