3. Компьютерное моделирование.
Смоделируем преобразователь постоянного напряжения понижающего типа на основе ШИМ цифрового сигнального контроллера TMS320F280 в среде MATLAB.
Если при анализе работы схемы понижающего преобразователя напряжения в установившемся режиме пренебречь колебаниями напряжения на конденсаторе C5, приближённое соотношение, отражающее связь входного и выходного напряжений для рассматриваемой силовой части преобразователя, будет иметь вид:
,
где γ — коэффициент заполнения последовательности импульсов.
;
-
для незамкнутой системы в среде MATLAB
Рис.4 Модель понижающего преобразователя
Напряжения для незамкнутой системы.
Диаграммы соответствующие данному режиму:
Рис.5 Напряжение на выходе преобразователя
Рис.6 Ток в индуктивности
Анализируя графики на рисунках 5 и 6 можно заметить, что напряжение на нагрузке ниже заданного уровня и составляет 4В. Ошибка значительно превышает 5% от номинального значения.
По графику видно, что время длительности переходного процесса составляет 7 мс.
Рис.7 ШИМ сигнал управления
Анализируя
график ШИМ-сигнала можно расчитать
задаваемую величину гаммы. Она составляет
.
Рассмотрим замкнутую модель с И-регулятором.
Рис.8 Модель понижающего преобразователя напряжения для системы с обратной связью
Для данной системы имеем следующие диаграммы:
Рис.9 Напряжение на выходе преобразователя
Рис.10 Пульсации выходного напряжения преобразователя
Если провести анализ рисунков 9 и 10 можно заметить, что пульсации выходного напряжения составляют не более 4%, что удовлетворяет нормам.
Рис.11 Сигнал ошибки, подающийся на вход интегратора
Рис.12 ШИМ-сигнал управления
Как и в предыдущем случае коэффициент скважности примерно равняется 0.4.
Найдем перерегулирование по формуле для системы с обратной связью:
4. Разработка программно-алгоритмического обеспечения
Настройка
GPIO на передачу сигнала от блока ШИМ-1
Настройка
АЦП
Внесение
своих изменений в таблицу векторов PIE
Настройка
системы прерываний и таблицы PIE-векторов
Перенастройка
HISPCP на режим SYSCLKOUT / 8.
Настройка
основных параметров управления системой
Начало
Настройка
таймера CPU-Timer 0
Настройка параметров блока ШИМ-1
Настройка модуля SCI для связи с последовательным портом
Запуск таймера
Ввод-вывод на ПК
Конец
Рис.13 Блок-схема, отражающая алгоритм работы основных функций созданной программы
Вход
Вход
Настройка модуля SCI для связи с последовательным портом
да
t ≥ 1000
t = 0
Выход
нет
Рис.15. Блок-схема подпрограммы настройки модуля SCI для связи с последовательным портом
Подтверждение прерывания группы 1
Измерение напряжения на входе АЦП и расчет коэффициента заполнения G
да
G ≥ 2500
нет
G = 2500
Загрузка следующего отсчёта в ШИМ-1
Выход
Рис.14. Блок-схема подпрограммы настройки прерывания от таймера
Рис.16 Блок-схема подпрограммы