1、實(shí)際電流環(huán)的受控對(duì)象與控制器的頻率特性基于對(duì)Boost電路狀態(tài)空間平均方程的小信號(hào)線(xiàn)性化模型的推導(dǎo)，從電流環(huán)控制器的輸出信號(hào)到電感電流的傳遞函數(shù)在滿(mǎn)足角頻率L時(shí)可以近似表示為VVLCi Q=匕V(s)L V Ls cmps而電感電流互感器電路可以由圖1表示為圖1電感電流采樣將CT看做是電流源，那么CT.C信號(hào)可以用*5i進(jìn)行表示。信號(hào)傳遞到DSP的A/D腳之 100 L間也存在濾波電路，這部分電路也需要進(jìn)行考慮?，F(xiàn)有的反饋電路可以表示成圖2圖2電感電流信號(hào)反饋通路其中最前面的電容和電感頻率很高，不需要考慮，只考慮后面一部分。第一個(gè)運(yùn)放的傳遞函 數(shù)可以表示為G (s )=%R R C s + R

2、 + R133 134 95133134由于程序中有電流采樣中點(diǎn)自動(dòng)校準(zhǔn)，因此后面的電阻分壓部分可以簡(jiǎn)單的處理為比例環(huán)節(jié)50/51,再后面的濾波器傳遞函數(shù)為G (s )= Lr-疽七 C96S + 1而A/D轉(zhuǎn)換增益與程序中反饋通道增益KCurrentFeedback可以合并為1024*7/3.3，其中數(shù) 值7是參數(shù)KCurrentFeedback的數(shù)值。因此不考慮PWM控制帶來(lái)的延遲效果，從電流環(huán)控 制器輸出V到電流環(huán)控制器的電流反饋比較點(diǎn)之前的反饋信號(hào)之間的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 G (s )= n X 7.5 XR134X 50 x( X 1024 X 7 TOC o 1-5 h z obj V

3、Ls 100 R R C s + R + R 51 (R + R C s +13.3s133 134 9513313413728796_360 x 7.5 x 20 x 103 x 50 x 1024 x 7(、=781 x 700 x 10一6s x 100 xZ00 x 220 x 10一6s + 50 x 103)x51x0-6s + 1)x3.3=(1.593509 x 1016=s(s + 3.788 X105)(+106)同時(shí)控制器可以使用同樣的方法進(jìn)行分析，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3表示。圖3 PFC電流環(huán)控制器前向通路結(jié)構(gòu)上面是電流環(huán)控制器結(jié)構(gòu)圖。其中的離散部分2z 一1就是程序中預(yù)測(cè)部分的

4、傳遞函數(shù)，可 z3 x 26 x 10 -6 s +140000 x(s + 2500k )s(s + 12000k )以用連續(xù)傳遞函數(shù)近似表示為26x 10-6s +1，這樣電流環(huán)控制器可以表示成G ()= 100 x 3 x 26 x 10-6 s +1 x cntl 3226 X10-6 s +1_ 11718.75(s + 1220)s + 754) s (s + 38462)(s + 37699)對(duì)于數(shù)字控制方案來(lái)說(shuō)，回路上由于采樣和PWM控制的原因，存在一拍延遲，這一拍延遲 可以表示為e -Ts，其中T = 52X10-6,可以使用Pade級(jí)數(shù)對(duì)延遲環(huán)節(jié)進(jìn)行近似。如果使用4 階Pa

5、de級(jí)數(shù)則有t G &)= s4 3.846 x 105 s3 + 6.657 x 101。s2 5.974 x 1015 s + 2.298 x 102。s delay s4 + 3.846 X 105 s3 + 6.657 X 1010 s2 + 5.974 X 1015 s + 2.298 X 1020那么開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)就是G(s)=Gntl (y (匕.O可以將其Bode圖表示為圖4,其中藍(lán)色為控制器GcJs)的傳遞函數(shù)，綠色為受控對(duì)象 Gdeaay(s)Gobj(s)的傳遞函數(shù)，紅色為系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(；j。從中可以看出，受控對(duì)象有很大 的相位遲后，在現(xiàn)在系統(tǒng)的穿越頻率在1.1kHz

6、附近，對(duì)象的相位遲后達(dá)到120。左右，所以 控制器中除去積分以外的部分要有足夠的相位超前進(jìn)行補(bǔ)償。除了控制器設(shè)計(jì)時(shí)零點(diǎn)提供的相位補(bǔ)償以外，預(yù)測(cè)也起了很大的相位超前作用。由Bode圖上還可以看出，隨著頻率的增加，相位遲后增加很快，當(dāng)頻率達(dá)到4kHz以后， 對(duì)象本身的相位遲后已經(jīng)接近180。，因此就現(xiàn)有的電流環(huán)控制器來(lái)說(shuō)，目前的電流環(huán)帶寬已 經(jīng)接近于極限，很難再用提供相位超前和增加增益的辦法來(lái)增加帶寬。Bode DiagramsFrequency (rad/sec)圖4控制器、受控對(duì)象和電流環(huán)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的頻率特性附：傳遞函數(shù)再M(fèi)atlab中的計(jì)算對(duì)象傳遞函數(shù)sysobj=zpk(,-50e3/132e-3 -1e6 0, 7.5/100*20e3/132e-3*50/51*1e6*1024/3.3*7*360/700e-6/781)控制器傳遞函數(shù)syscntl