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(PSIM仿真)从零开始设计BOOST数字控制器

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闪烁
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  • 2018-5-16 09:59:25
设计要求:输入锂电池电压:46~52V
输出:72V,2KW;
BOOST电感设计:
(按电流纹波20%,输出电压纹波0.25V,开关管频率20KHz计算)
根据-->△I=Uin/L*(Uout-Uin)/Uout*Ts
-->Lmin=Uin*(Uout-Uin)/Uout/△I*Ts=0.095mL
根据-->△W= C*(V1^2-V2^2)/2
-->Cmin=2*△W/(V1^2-V2^2)=P/2*Ts/(V1^2-V2^2)=1388uF
搭建电路(如图1)
Boost升压电路.bmp


更多PSIM仿真例程,请查看下帖
浅谈PSIM仿真





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闪烁
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  • 2018-5-16 10:05:55
 
搭建控制环路
(初步先搭建电压环,后续完善系统可以在添加电流环)
//****************Boost电压环PID参数********************//
double Boost_u_PID;
double Boost_u_ref=72;
double U_bat=46;

const double  Boost_u_K1=0.105;
const double  Boost_u_K2=0.1;

double Boost_u_Error0=0;
double Boost_u_Error1=0;


//******************采样计算********************//
if(Time_200KHz==5/clock)  //200KHz
    {
         Time_200KHz=0;
         Boost_u=in[0];
         Boost_u_20KHz=Boost_u_20KHz*9/10+Boost_u/10;
        }

//*******************Boost电压环************************//
if(Time_20KHz==50/clock)  //20KHz
    {
  Time_20KHz=0;

Boost_u_Error1 = Boost_u_Error0;
Boost_u_Error0 = Boost_u_ref - Boost_u_20KHz;
Boost_u_PID+=Boost_u_Error0*Boost_u_K1 -Boost_u_Error1*Boost_u_K2;
//PID计算式,更改系数以获得理想的输出

if(Boost_u_PID<0)
   Boost_u_PID=0;
if(Boost_u_PID>100)
   Boost_u_PID=100;    //限幅

//********************PWM驱动计算*********************//
PWM=(Boost_u_PID)/U_bat/fs;
out[0]=PWM;
    }
//*****************************************************//

Boost 控制器.bmp
闪烁
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  • 2018-5-16 10:14:08
 
验证环路设计参数
1、观看输出是否可控;

2、观察电感电流是否符合设计要求;


输出电压.png
电感纹波.png

BOOST电路仿真.rar

7.16 KB, 下载次数: 629, 下载积分: 财富 -2

售价: 10 财富  [记录]

liujinming513
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初级工程师
  • 2019-3-23 14:46:57
 
谢谢分享
贤阁主
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  • 2019-5-21 18:25:18
 
多谢分享
fuqiang99
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初级工程师
  • 2019-6-25 20:13:17
 
谢谢分享,psim例子少了,很多都靠摸索。相互学习
wuxiaoxiao
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高级工程师
  • 2022-2-17 11:20:14
 
毕竟这个软件相比其他还是有点冷门的
小宇宙
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高级工程师
  • 2019-7-8 17:16:52
 
怎么下载了,没有文件呢?
闪烁
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  • 2019-7-8 18:06:56
 
重新点击下载
powerLee
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高级工程师
  • 2019-7-31 20:44:45
 
版主您好,      我最近在做boost变换器,120VDC-270VDC现在有几个简单的问题烦请您解答一下:问题一:用psim做的仿真(开环和闭环), 发现启动瞬间电压电流的冲击很大,如何减小冲击呢?              常用的方法是用继电器加热敏电阻做的缓起,还有一种是软件缓起。除了这两种方法外,您有什么其他方法。

问题二:之前做PFC的时候220vac-400vdc,一般先要空载启动,等输出电压达到400V后再加负载。为什么要这样做?我查阅资料上说是启动瞬间直流侧电容相当于短路,冲击大。空载和带载情况启动瞬间不都一样吗(直流侧电容都相当于短路)?
问题三:如果做BOOST的话,是否需要先空载起?等输出电压稳定后,再加负载。我看一些资料上,boost电路是不能空载启动。

     谢谢!

闪烁
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  • 2019-8-1 09:13:45
 
问题一:用psim做的仿真(开环和闭环), 发现启动瞬间电压电流的冲击很大,如何减小冲击呢?       常用的方法是用继电器加热敏电阻做的缓起,还有一种是软件缓起。其他的我也没尝试过;
问题二:之前做PFC的时候220vac-400vdc,一般先要空载启动,等输出电压达到400V后再加负载。为什么要这样做?我查阅资料上说是启动瞬间直流侧电容相当于短路,冲击大。空载和带载情况启动瞬间不都一样吗(直流侧电容都相当于短路)?
因为刚开始升压(我理解是你的PFC输出是400V)系统还未进入稳态,这时候去突加载系统容易震荡,如果保护不及时容易炸机;如果直流侧电容很大,突加载瞬间是相当于短路的,只能是软件做限流处理;
问题三:如果做BOOST的话,是否需要先空载起?等输出电压稳定后,再加负载。我看一些资料上,boost电路是不能空载启动。


是可以空载启动的。不知道你资料是在哪里看到的,方便贴出来不,我觉得大概率是你解读错了;
powerLee
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高级工程师
  • 2019-8-1 10:36:44
 
我明白了,可能是我理解有问题,谢谢版主
朱健
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  • 2020-4-4 22:34:54
 
解释的很清楚。
niliuchudao
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高级工程师
  • 2022-3-7 16:19:35
 
问题一:用psim做的仿真(开环和闭环), 发现启动瞬间电压电流的冲击很大,如何减小冲击呢?

这个常用的办法有什么资料吗


ziaolongzi
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高级工程师
  • 2019-10-11 14:41:44
 
多谢啦,来学习一下
bywind
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  • 2019-11-18 20:46:42
 
谢谢分享
liukuailai
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高级工程师
  • 2019-12-10 10:49:22
 
这样的帖子对技术人员很有用,学习了
爱学习的小董董
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本网技师
  • 2020-1-18 16:02:58
 
怎么下载

Serenity_P
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助理工程师
  • 2020-3-3 09:37:54
 
谢谢分享
ctx3256336
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本网技师
  • 2020-3-29 16:03:09
 
谢谢分享
相思和星辰
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高级工程师
  • 2020-3-29 17:34:51
 
谢谢分享
peng0499
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高级工程师
  • 2020-4-4 15:01:10
 
谢谢分享
tanxg
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本网技师
  • 2020-4-5 16:59:58
 
分析的很好,受用了
耶耶5555
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助理工程师
  • 2020-4-26 18:33:30
 
谢谢分享
dongchao183
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初级工程师
  • 2020-5-26 16:04:43
 
谢谢大神
bidandan1986
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初级工程师
  • 2020-6-5 11:27:34
 
好的帖子 支持支持
dongchao183
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初级工程师
  • 2020-6-22 20:59:01
 
楼主做过buck-boost双向变化的吗?
wangpinyi2017
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高级工程师
  • 2020-9-13 22:43:37
 
学习
zxl1669
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本网技师
  • 2020-10-29 21:29:31
 
给力,多谢分享~
vaxillen
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本网技师
  • 2021-9-14 15:55:16
 
先回帖,再下载,顺便赞。
vaxillen
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本网技师
  • 2021-9-14 16:04:15
 
回帖,下载,赞。
zixuan1234060
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副总工程师
  • 2021-11-1 12:08:11
 
666666666666666666666666666
flimmy
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初级工程师
  • 2022-11-24 17:46:43
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多谢分享。。
hjw566
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  • 2018-5-23 17:02:25
 
Boost_u_20KHz=Boost_u_20KHz*9/10+Boost_u/10;
这句怎么理解呢?
为什么要 * 9 / 10  , Boost_u/10 ?


还有这句


Boost_u_PID   +=   Boost_u_Error0*Boost_u_K1 -  Boost_u_Error1*Boost_u_K2;


这个增量PI控制吧 ?


可不可以改成:


Boost_u_PID   +=   Boost_u_Error0*Boost_u_K1  +  Boost_u_Error1*Boost_u_K2;


把比例项和积分项相加


如下面的形式
iIncpid = ( int )( Proportion * iError          + \
                        Integral *last_error  + \
                   //     Derivative * prev_error );     //  去掉微分项





闪烁
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  • 2018-5-23 17:51:58
 
Boost_u_20KHz=Boost_u_20KHz*9/10+Boost_u/10;
是为了滤波,实际应用会有很多干扰,仿真去掉效果也是一样的;

Boost_u_PID   +=   Boost_u_Error0*Boost_u_K1 -  Boost_u_Error1*Boost_u_K2;
如下面的形式
iIncpid = ( int )( Proportion * iError          + \
                        Integral *last_error  + \
                   //     Derivative * prev_error );     //  去掉微分项
一个是增量式和位置式PI,不能替换,因为两种的误差计算不一样
位置式  Error2=Error1-Error0   Error1=Error0-Error0';
增量式  Error1=Error0;
但是推算的结果是一样的,KP和Ki的计算不一样
ruanhuaijun
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  • 2019-7-16 16:36:08
 
哎,已设计的软件编码就彻底看不懂了,能不能用控制元件吧这个软件搭出来?
cf200300
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  • 2019-10-30 21:31:15
 
如果有不懂的地方可以贴出来,让大家帮你分析一下
wuxiaoxiao
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  • 2022-2-17 11:18:24
 
这个软件可以,慢慢学习
wuxiaoxiao
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  • 2022-2-17 11:24:46
 
是时候捡起代码看看了
shangshangqian
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  • 2022-7-22 17:04:30
 
请问怎么添加电流环呢
魔王咩咩
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高级工程师
  • 2022-9-8 21:51:17
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开黑前前来学习学习
hjw566
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高级工程师
  • 2018-5-16 11:47:54
 
△W 是怎么算的呢?  Cmin=2*△W/(V1^2-V2^2)=P/2*Ts/(V1^2-V2^2)   ?
还有你这个没有做环路的稳定补偿,有没有保证足够的相位裕度60度和增益欲度 10dB以上  ?
闪烁
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  • 2018-5-16 13:36:54
 
△W是粗略估算的,假如占空比是0.5,那么在Boost电感充电时,后级靠的是电容在维持,按照这样的思维去估算的
闪烁
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  • 2018-5-16 13:38:53
 
环路的稳定补偿,有没有保证足够的相位裕度60度和增益欲度 10dB以上  ?
一般我是这样处理的,先用硬件PID模块调试参数,然后通过扫频看系统是否能有保证足够的相位裕度60度和增益欲度 10dB以上,然后在转化为C语言代码
zylpower001
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副总工程师
  • 2019-2-13 00:39:03
 
你好,乘着还在假期,深夜拜读您的帖子,深感收获颇多!非常感谢您的分享!
刚看到前边网友问您关于环路稳定的问题,我想到我之前有个项目的问题想请教您一下,那个项目做的电源就是一个三相逆变电源,即DC/AC,双环控制,内环电流环,外环电压环,采用矢量控制。(由于签过保密协议,仿真文件就不上传了)。当时做闭环仿真的时候是用matlab仿的,通过调节PI参数,感觉没有啥问题。可是到了做试验阶段,发现傻眼了,实物的PI参数很不好调,仿真时的PI参数压根不能用;废了老大的劲终于调出了一组差不多的参数,但是动态响应跟不上。
我的问题如下:
1、仿真PI控制参数和实际程序的PI参数为何差的那麽多(数量级区别),仿真也是通过编程做的,PI都是增量式。仿真的那些环节欠妥可能会影响到与实际 参数的区别,当然寄生参数暂时不论。
2、关于您确定最终的电源稳定裕度如何,通过AC sweep方法应该是有效且便捷的,您能否展示一下具体操作过程,完善一下本帖呢?
闪烁
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版主
  • 2019-4-14 20:07:00
 
你好,关于你提出的用AC sweep方法判断系统稳定性的问题,我发了一个指导贴,如下,希望对你有所帮助。
https://bbs.21dianyuan.com/forum. ... &fromuid=123174
fuqiang99
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初级工程师
  • 2019-6-25 20:16:18
 
你这个也很好!
hm492464387
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高级工程师
  • 2018-5-23 14:50:06
 
PSIM玩的相当牛逼啊
shxjf
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助理工程师
  • 2018-11-5 18:50:41
 
谢谢分享
可乐尼洛
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本网技师
  • 2018-11-28 18:04:22
 
有的变量没定义啊  怎么用的?
可乐尼洛
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LV2
本网技师
  • 2018-11-28 18:05:35
 
clock是系统的变量吗,等于多少啊
cf200300
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高级工程师
  • 2019-10-30 21:14:06
 
clock是步长
xiefei19890524
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高级工程师
  • 2019-3-21 17:01:02
 
lihai
xiefei19890524
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高级工程师
  • 2019-3-23 17:39:11
 
PWM=(Boost_u_PID)/U_bat/fs;
大神,你好,这个关系怎么得出来的,为什么要除以U_bat,麻烦帮忙解一下惑
cf200300
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高级工程师
  • 2019-10-30 21:15:04
 
为什么要除以U_bat?确实不好理解
liukuailai
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高级工程师
  • 2019-12-23 11:55:42
 
由Duty=1-Vi/Vo可知,由于前面没有对72V采样进行缩放,除以Vi=46V是为了得到一个合适的占空比
凉夏i
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  • 2021-8-6 16:48:59
 
赞同您说的为了得到一个合适的占空比,但具体推算我还是没有想明白。然后我将三角波形峰值设为1V,部分程序改为以下程序后就比较易懂了。

//*******************Boost电压环************************//
if(Time_20KHz==50/clock)  //20KHz
    {
  Time_20KHz=0;
Boost_u_Error1 = Boost_u_Error0;
Boost_u_Error0 = Boost_u_ref - Boost_u_20KHz;
Boost_u_PID+=Boost_u_Error0*Boost_u_K1 -Boost_u_Error1*Boost_u_K2;
//PID计算式,更改系数以获得理想的输出  增量式

if(Boost_u_PID<10)//限幅
   Boost_u_PID=10;
if(Boost_u_PID>90)
   Boost_u_PID=90;   

PWM=Boost_u_PID/100;//折算到占空比
out[0]=PWM;
}

chenkai345
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高级工程师
  • 2019-3-23 21:15:22
 
学习资料不错
zxs2000
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高级工程师
  • 2019-3-30 14:19:33
 
谢谢·分享                  
yan4651
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助理工程师
  • 2019-4-28 16:12:21
 
不错,好好学习
zst588
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高级工程师
  • 2019-5-29 11:12:16
 
很好,很强大!谢谢楼主分享!
lqluocn
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本网技师
  • 2019-6-3 17:03:08
 
很有收获,谢谢。
熊紅
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高级工程师
  • 2019-6-4 22:47:12
 
謝謝分享,學習了
lxray
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本网技师
  • 2019-6-5 10:15:00
 
感谢分享
leoren1986
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助理工程师
  • 2019-7-8 17:18:28
 
学习学习
yiwang572
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高级工程师
  • 2019-11-23 17:32:46
 
我这边计算的 电感值
△I=P/U*20%=2000/72*0,2=5.6A
L=Ui*(Uo-Ui)/Uo/△I*Ts=16.61/5.6*0.0005=0.148mH

Cmin=2*△W/(V1^2-V2^2)=P/2*Ts/(V1^2-V2^2)=1388
△W跟P(20KW?)怎么对应的   v1 v2分别是?

能仔细说说? 谢谢
朱健
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初级工程师
  • 2020-4-4 22:41:59
 
输出电压的纹波
GMarlon
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本网技师
  • 2019-12-3 17:40:44
 
很牛啊 ,学习了
ll1048088810
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本网技师
  • 2019-12-22 21:21:35
 
我采用的您的参数设置,只是把程序换成了PI和运放,原理同,但是仿真出来的结果却不正确,可不可以请教一下?
波形

波形

波形

原理图

原理图

原理图


liukuailai
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高级工程师
  • 2019-12-23 11:48:54
 
代码里电压采样有滤波,你的没有,这是我看到的差异
干就完了
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本网技师
  • 2020-1-14 17:39:03
 
请问,这里PI调节器起了什么作用?调参是怎么调的?
tanxg
  • tanxg
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本网技师
  • 2020-4-5 17:51:18
 
PI的参数设置不合理。
lanxiaohe0
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本网技师
  • 2020-4-26 21:44:09
 
你好 最后pi参数调出来了吗? 还是哪里有问题
chair2020
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高级工程师
  • 2020-1-7 21:18:26
 
多谢分享
kidultbin
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高级工程师
  • 2020-2-9 23:22:00
 
zhang474776036
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高级工程师
  • 2020-2-20 23:13:32
 
闪烁前辈  有PFC boost CRM模式的电路仿真吗
夏彬魏静
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高级工程师
  • 2020-4-10 11:16:47
 
很好的资料,很详细
夏彬魏静
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高级工程师
  • 2020-4-10 11:18:20
 
期待楼主录视频讲解,支持你
夏彬魏静
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高级工程师
  • 2020-4-11 17:54:43
 
好久没看代码了,有点费劲
mikeliran
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本网技师
  • 2020-5-24 18:11:29
 
正好最近在重新研究boost的仿真应该会有帮助,非常感谢
夏彬魏静
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高级工程师
  • 2020-6-2 16:05:57
 
请问电感计算书有么?
夏彬魏静
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高级工程师
  • 2020-6-2 17:05:40
 
△W= C*(V1^2-V2^2)/2
-->Cmin=2*△W/(V1^2-V2^2)=P/2*Ts/(V1^2-V2^2)=1388uF  这个没看懂啊,有哪位大神解释下么?
MasterXu
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初级工程师
  • 2020-6-7 00:19:26
 
对于boost数字控制设计,应该先分析plant传递函数。数字控制延时,采用建模传递函数设计控制器,然后仿真验证控制器设计的合理性,这样才更好得到数字控制通解。
yayara
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本网技师
  • 2020-6-21 21:08:20
 
感谢分享!
十月的皮皮
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副总工程师
  • 2020-7-27 14:01:43
 
好东西,谢谢分享!!!
qq89299446
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高级工程师
  • 2020-8-16 14:34:37
 
学习一下
qq89299446
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高级工程师
  • 2020-8-22 10:28:01
 
谢谢分享
hongjianping222
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本网技师
  • 2020-8-22 11:29:57
 
先下载学习下,谢谢!
chen1098951925
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高级工程师
  • 2020-10-13 08:55:59
 
学习学习
gaomcu
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本网技师
  • 2020-10-26 11:09:09
 
好的帖子 支持支持
VincentNong
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初级工程师
  • 2020-10-29 12:30:57
 
哇塞,真的能学到好多,相见恨晚
h95205060
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初级工程师
  • 2020-12-4 15:24:17
 
△W= C*(V1^2-V2^2)/2
-->Cmin=2*△W/(V1^2-V2^2)=P/2*Ts/(V1^2-V2^2)=1388uF
没看出来怎么算的 谁给解释一下
jlhuang123
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助理工程师
  • 2020-12-12 09:46:19
 
楼主真的挺强,学习啦
zhaojun111
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本网技师
  • 2021-1-4 22:46:48
 
学习受教了,挺好的,多多交流,谢谢
王王
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本网技师
  • 2021-2-19 15:45:55
 
不错的主题,如果有实际的设计产品就更好了。


yach
  • yach
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助理工程师
  • 2021-3-10 08:49:24
 
太强了,学习学习!
sm78yy
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助理工程师
  • 2021-5-25 21:14:40
 
谢谢分享
bg4ajb
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本网技师
  • 2021-6-21 13:07:01
 
学习一下!
wuqingfan
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本网技师
  • 2021-7-1 13:01:32
 
好东西
kxw1987
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初级工程师
  • 2021-7-16 11:40:30
 
学习,收藏了
凉夏i
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高级工程师
  • 2021-8-6 15:34:52
 
您好版主,PWM=(Boost_u_PID)/U_bat/fs这句如何理解呢,为何PWM=(Boost_u_PID)/fs不可以呢?   还望赐教。
h946411426
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本网技师
  • 2021-8-21 11:47:19
 
.......................................
my770809
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副总工程师
  • 2021-8-23 08:51:59
 
感谢分享,值得学习!
FrancisLi
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本网技师
  • 2021-9-8 10:06:17
 
谢谢分享
cslgdengzq
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本网技师
  • 2021-10-6 23:54:30
 
感谢楼主分享
chenyi0482
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本网技工
  • 2021-10-8 09:45:45
 
感谢分享,值得学习!
Simon3517
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本网技师
  • 2021-10-20 11:12:55
 
初学者,仿闭环难度很大。
mengzi
  • mengzi
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高级工程师
  • 2021-11-12 11:51:58
 
人到中年想学软件
c0sm0s
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LV8
副总工程师
  • 2021-11-22 01:21:24
 
ganxiefenxiang         
zhangguosong4
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LV6
高级工程师
  • 2022-1-27 12:56:28
 
不错哦
tony0960
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助理工程师
  • 2022-3-17 15:10:59
 
学习了
Y电源小菜鸟
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高级工程师
  • 2022-3-31 14:06:23
 
学习学习
咸鱼1992
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LV6
高级工程师
  • 2022-4-28 11:46:48
 
感谢分享
jiayongzhi1986
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高级工程师
  • 2022-6-30 15:00:35
 
多谢啦,来学习一下
ahsfysjss
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LV6
高级工程师
  • 2022-10-26 10:26:22
  • 倒数9
 
感谢分享 下载下来学习
电源小小小菜鸟
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高级工程师
  • 2022-12-13 09:46:10
  • 倒数7
 
好东西
宝乐
  • 宝乐
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LV6
高级工程师
  • 2023-7-9 17:08:15
  • 倒数6
 
资料很好,必须学习
超越自我lc
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LV8
副总工程师
  • 2023-9-3 15:15:49
  • 倒数5
 
感谢分享
BOBO2046
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  • 2023-10-11 16:02:51
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BOBO2046
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小白菜学技术
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很好的资料
waisiukit
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