Click here to load reader

Analogno vs. digitalno ?

  • View
    47

  • Download
    7

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Analogno vs. digitalno ?. 1. Analogno vs. digitalno ?. 2. Analogno vs. digitalno ?. 3. Analogno vs. digitalno ?. 4. IZBOR MODELA. - PowerPoint PPT Presentation

Text of Analogno vs. digitalno ?

  • *Analogno vs. digitalno ?

  • *Analogno vs. digitalno ?

  • *Analogno vs. digitalno ?

  • *Analogno vs. digitalno ?

  • *IZBOR MODELAUporaba odgovarajueg modela ili niza modela sredinja je odluka u procesu projektiranja upravljanja. U razliitim fazama ili na razliitim razinama projektiranja mogu biti potrebni razliiti modeli. ak i u odreenoj fazi projektiranja vjerojatno ima nekoliko moguih modela koji se razlikuju po jasnoi, sloenosti, tonosti, podruju definicije, prilagodljivosti, raspravljivosti itd. Oito, u izbor modela upleteno je nekoliko tehnikih i komercijalnih kompromisa.Primjerice, model koji dobro simulira ponaanje uinskog sklopa bez povratne veze ne mora biti dobro polazite za projektiranje upravljakog sklopa sustava s povratnom vezom. Sloenijim modelom uinskog sklopa moe se objasniti opaeno ponaanje sustava bez povratne veze, ali sloeniji model moe biti analitiki neprikladniji, nekorisniji za stvaranje idejnih rjeenja upravljakog sklopa i moda neplodonosniji za dobivanje upravljakih sklopova koji ponitavaju promjene u sustavu. S druge strane, jednostavnijim modelom mogu se izgubiti kljune znaajke ponaanja sustava, to moe dovesti do nezadovoljavajuih upravljakih sklopova.

  • *Primjeri izvedbi upravljanja

  • *Primjeri izvedbi upravljanja

  • *Primjeri izvedbi upravljanja

  • *Primjeri izvedbi upravljanja

  • *Primjeri izvedbi upravljanja

  • *Primjeri izvedbi upravljanja

  • *IZBOR MODELAU praksi treba raditi s vie modela, ispitujui predvianja dobivena na jednom modelu s onima dobivenim na drugom i usporeujui ih s eksperimentalnim opaanjima.

    Spoznaje dobivene takvim postupkom uporabljuju se za iterativno usavravanje modela i konano za izradu projekta sustava upravljanja. Zato se trebate upoznati s razliitim pristupima modeliranju sklopova uinske elektronike i pripadajuih upravljakih sklopova!

    Raspravu o pristupima modeliranju zapoet emo izgradnjom usrednjenih modela. Usrednjeni modeli dobro opisuju usrednjeno ponaanje nekih porodica uinskih sklopova. Takoer emo se baviti modelima u prostoru stanja. Modeli u prostoru stanja pruaju daleko vie od usrednjenih modela.

  • *IZBOR MODELAOvdje treba naglasiti da za razvoj upravljakih sklopova uinskih sklopova treba napustiti statike modele uinskih sklopova, tj. modele koji opisuju ustaljeno stanje.Klasini simulatori elektrikih sklopova (pa i sklopova uinske elektronike) kao to su SIMPLORER, PSPICE, EWB, SABER i slini mogi simulirati i statiko i dinamiko ponaanje sklopova. Koristili smo ih do sada za istraivanje statikog ponaanja sklopova.Kao to emo vidjeti tijekom predavanja, simulacija dinamikog ponaanja sklopova uinske elektronike koritenjem tzv. trenutanih modela dugotrajna je i ne moe dati openite odgovore na pitanja o dinamikim svojstvima sklopova.No ipak se klasini simulatori mogu iskoristiti za istraivanje dinamikog ponaanja, ukoliko se primjeni drugaiji modeli, no to nije uvijek izravan postupak.

  • *IZBOR MODELA PRIMJER SIMPLORERU SIMPLORER-u se sklop uinske elektronike moe simulirati pomuu trenutanog modela (lijeva slika), a mogue je ostvariti i simulacijski model usrednjenog sklopa (desna slika).Pri modeliranju drugih oblika simulacijskih modela osim trenutanih, potrebno je koristiti dodatne elemente iz standardnih ili dodatnih biblioteka, a koji puta je potrebno razviti i vlastite elemente.

  • *IZBOR MODELA TRENUTANI MODELITrenutani modeli mogu prilino vjerno opisati statiko i dinamiko ponaanje sklopova, ak se mogu ugraditi i regulatori.Tonost rezultata dobivenih trenutanim modelima ovisi o tonosti opisa stvarnog sustava pomou modela, a poglavito ovisi o primjenjenim algoritmima numerike integracije, te o koraku integracije.Ispravan odabir koraka integracije (engl. Integration step) izuzetno je vaan, jer odreuje brzinu i tonost simulacije.Priblino iskustveno pravilo je da minimalan korak integracije mora biti barem za red veliine manji od najmanje vremenske kostante u modeliranom sklopu ! (Pokuajte sami to ispitati na proizvoljnom primjeru u SIMPLORER-u)Ponovimo da trenutani modeli ne modu dati openite odgovore o dinamikom ponaanju sklopova, stabilnosti i robustnosti sustava i sl. Oni mogu dati dovoljno tone odgovore o ponaanju sklopa u odreenoj konkretnoj situaciji, te mogu posluiti kao referentni modeli, umjesto mjerenja.

  • *NUNOST DINAMIKIH MODELAJednostavno prosuivanje u primjeru 2 moe dovesti barem do proporcionalnog dijela PI-regulatora. Uz izvjesno ugaanje, proporcionalni regulator sam moe osigurati stabilan rad u velikom podruju radnih toaka (premda, vjerojatno, s neprihvatljivo velikom pogrekom u ustaljenom stanju). U tom pogledu, elektromotorni pogon s usmjerivaem benigni je sustav jer se prihvatljivi regulator moe izvesti iz modela koji nije mnogo sofisticiraniji od onoga u primjeru 2.

    Meutim, moe se upasti u nevolje ako se radi po zdravom razumu ili ako se upotrebljavaju pretjerano jednostavni modeli pri projektiranju upravljakih sklopova s povratnom vezom. Primjerice, upravljaki sklop zasnovan iskljuivo na razumijevanju statikih radnih karakteristika, ignoriranjem dinamikih pojava, moe zavriti stranim neuspjehom.

  • *PRIMJER 3.Zahtjev za boljim dinamikim karakteristikama uzlazno-silaznog pretvaraa u primjeru 1 od onih koje se mogu dobiti upravljanjem s unaprijednom vezom, ali bez povratne veze, vodi na razmatranje rjeenja s povratnom vezom. Sada je potrebno izmjeriti odstupanje srednje vrijednosti izlaznog napona od eljene vrijednosti Vref= 9 V te na osnovi tog nesklada promijeniti faktor voenja od nazivne vrijednosti D na D+d. Korekcija d ovisi o polaritetu i o veliini odstupanja napona.

    Ispitivanje (invertirajue) statike karakteristike pretvaraa VoAV=vinD/D navodi na sljedei zakon upravljanja: ako je pogreka vo = VoAVVref negativna, pokazujui da je VoAV previe negativan, treba smanjiti faktor voenja. Slino, ako je pogreka pozitivna, treba poveavati faktor voenja. Na taj prirodni zakon modulacije irine impulsa (PWM) navodi statika karakteristika.

  • *PRIMJER 3.Blokovski dijagram sustava upravljanja uzlazno-silaznim pretvaraem s proporcionalnom povratnom i unaprijednom vezom. Ponaanje odziva idealnog kruga na skokovit pad napona napajanja u ovisnosti o porastu negativnog pojaanja. Ponaanje odziva idealnog kruga na skokovit pad napona napajanja u ovisnosti o porastu pozitivnog pojaanja

  • *PRIMJER 3.Jedno je ostvarenje opisanog zakona upravljanja sustav upravljanja s proporcionalnom povratnom vezom, prikazan blokovskim dijagramom na slici a). Naziv potjee odatle to su zahtijevane promjene faktora voenja proporcionalne izmjerenom odstupanju srednje vrijednosti izlaznog napona VoAV. Konstanta pojaanja h mora biti negativna da bi se dobilo korekcijsko djelovanje u skladu sa statikom karakteristikom. Taj blokovski dijagram jo pokazuje da se povratna veza moe uporabiti zajedno s prethodno spomenutom unaprijednom vezom.Slika b) prikazuje odziv idealnog sklopa s novouvedenom povratnom vezom i zadranom prethodno uvedenom unaprijednom vezom na jednaki skokoviti pad ulaznog napona kao u primjeru 1. Vidi se kako djeluje poveavanje proporcionalnoga negativnog pojaanja h. Oito je da poveavanje negativnog pojaanja h dovodi do oscilatornijeg odziva i da sustav postaje nestabilan prije nego to h postane jako negativan. Suprotni intuitivni izbor pozitivnog pojaanja h ne dovodi odmah do katastrofe kakva se moe oekivati na osnovi statike karakteristike.Valni oblici na slici c) pokazuju da odziv moe biti stabilan i u podruju pozitivnih vrijednosti h. Oito, nae razumijevanje sustava zasnovano na statikoj karakteristici vodi nas pogrenim putom.

  • *PRIMJER 3.Valni oblici prikazani u primjeru 3 dobiveni su raunanjem srednje vrijednosti vremenski ovisnih sklopnih valnih oblika u intervalu jednakom sklopnoj periodi pretvaraa (o formalnoj definiciji kasnije, ovo je mogui zadatak za domau zadau). Tako izraunana srednja vrijednost odnosi se na jedan trenutak i mijenja se od trenutka do trenutka te se zato naziva trenutana srednja vrijednost. Dobiveni valni oblik trenutane srednje vrijednosti, tzv. usrednjeni valni oblik, sporo se mijenja od periode do periode. Tako je iz vremenski ovisnog sklopnoga valnog oblika uklonjena sklopna valovitost.Dva su razloga zato se uvode usrednjeni valni oblici. Prvi je razlog: uzlazno-silaznim pretvaraem regulira se srednja vrijednost izlaznog napona, a ne trenutana vrijednost; tj. detalji u svezi valovitosti nisu toliko zanimljivi ako je valovitost dovoljno mala. Drugi je razlog: usrednjeni se valni oblici za tu vrstu strujnih krugova lake izraunavaju ili simuliraju nego trenutani valni oblici ako se uporabe usrednjeni modeli.

  • *NUNOST DINAMIKIH MODELAPrimjer 3. pokazuje da statiki model nije katkad dostatan za projektiranje upravljakog sklopa s povratnom vezom. Zbog toga se moraju potraiti modeli koji utjelovljuju i dinamike pojave. Jasnija slika pojava koje se dogaaju u uzlazno-silaznom pretvarau prikazanom na slici dobit e se nakon izgradnje njegova dinamikog modela za analiziranje odziva izlaznog napona na promjene faktora voenja.

    Ispitati kako se u trenutani model u SIMPLORER-u moe ugraditi regulator. Koje sve mogunosti stoje na raspolaganju?Ak. god. 2008/2009*Mogua DZ u SIMPLORERU realizirati ovaj primjer. Pitanje je kako ostvariti model uzlazno-silaznog pretvaraa. Kasnije se vidi da je koriten usrednjeni model (ne zna se da li je i lineariziran), te ovo treba detaljno ispitati u jednoj od kasnijih domaih zadaa.

    Potrebno je ispitati negativan predznak kod pogreke na ulazu u upravljaki sklop!Ak. god. 2008/2009*

Search related