Стабилизирую ток через батарею. Реализация – Sepic преобразователь (вход 27 В постоянное напряжение), ПИД – регулятор на микроконтроллере с использованием рекуррентного метода. Все работает нормально (рис.1), но при наложении пульсации по входу с частотой 50 Гц и амплитудой 2 В стабилизируемы ток через батарею повторяет по форме напряжение пульсации по входу (рис.2), т.е. появляется пульсация тока. Каким образом можно снизить пульсацию тока? (Частота дискретизации регулятора – 140 мкс.) Может только фильтр на входе преобразователя сможет справиться с этой проблемой?

В исходной постановке задачи никак. Потому что неизвестно в каком режиме токов дросселя он работает. Если в режиме непрерывных токов, то из всех топологий у SEPICа самые плохие динамические характеристики. Потому что в передаточной функции силовой части у него два комплексно-сопряжённых полюса и "правый" нуль. Ну это как четырёхмерный кубик Рубика.

Вообще-то, тут такая черепашья скорость изменения нагрузки , что о динамике и говорить не стоит. Тривиальная вроде задача.
Другое дело, что хочется найти какую-нибудь задачу для контроллера, тогда - поупираться придется.

Теория автоматического регулирования здесь говорит о том, что у Вас контур обратной связи - медленный. Если нельзя сделать его более быстрым, то тогда помогут только фильтры в силовом тракте...
Т.е. либо большая постоянная времени интегратора и ее можно уменьшить, либо ОС по производной, либо повысить частоту дискретизации....
Если есть желание, то возьмите только усилитель в контуре ОС и SEPIC, уберите ПИД и попробуйте снять АЧХ и ФЧХ... Ну а дальше усидите, насколько он бывает быстродействующий. Только эти эксперименты сначала просчитайте, чтобы ничего не сгорело...

Т.е. отключить дифференциальную и интегральную составляющую и варьировать только пропорциональной?
Моделировал в Matlab, но повышение частоты дискретизации в 4 раза (140мкс -> 35 мкс) практически ничего не поменяло(пульсации тока не уменьшились), может модель некорректно работает.


Здесь дело не в изменении нагрузки, а в изменении динамики на входе.

Сообщение отредактировал Oleg Victorovich - Dec 16 2012, 16:24

Да понятно, что Вам 100гц пульсации входного напряжения в выходном токе подавить нужно.
С этим прекрасно справляется любой импульсный источник , без всяких излишеств на двухъядерных процессорах и рекуррентных головоломок. Схем, апнотов - полно.
Как-то же люди батареи до процессоров успешно заряжали и еще долго-долго будут делать так.

Давайте еще раз. Есть
1 усилитель рассогласования и силовой тракт.
2 опора
3 делитель обратной связи, или в данном случае - датчик тока

Строится АЧХ. У нее есть как минимум 3 характерных точки:

1 "усиление в статике" - оно покажет статическую ошибку
2. частота при которой АЧХ пересекает 0 дб, причем для скорректированного тракта там должно быть 20 дб/дек
3 точка соответствующая частоте квантования преобразователя. На этой частоте АЧХ будет находиться на уровне -40 или -60 дб и это будет соответствовать уровню пульсаций на выходе преобразователя...

Так вот, Если контур скорректирован, см.п.2 то левее него будет видно, какие частоты подавляются по цепи обратной сязи...
Соответственно, если частотв 100 Гц не попадает "левее" точки №2, то она не может быть скомпенсирована по цепи ОС...
Если попадает, но там моло усиление, то можно ввести фазоопережающую коррекцию и "приподнять" точку в 100 Гц. Но это можно сделаать при условии, что между 100 Гц и частотой п.2 есть как минимум декада по частоте...

Если у Вас есть "Моделировал в Matlab...", то попробуйте построить модель тракта и постройте АЧХ... От нее и смотрите на коррекцию контура. Если же Вы сделали слишком большую постоянную времени для контура ОС, то и увеличение частоты квантования или частоты дискретизации ничего не даст...

Для этого ТС должен определиться, в каком режиме токов дросселей работает его SEPIC. Потому что модели CCM и DCM существенно разные. А ТС молчит.
ИМХО, с ПИД-регулятором, т.е. с одноконтурной ООС, SEPIC может работать только в DCM.

Sepic работает в режиме непрерывных токов дросселя.

Ну, собс-но, вот:
http://www.kit-e.ru/assets/files/pdf/2008_5_124.pdf
В статье есть небольшая техническая ошибка - в передаточной функции должен быть множитель Vg (входное напряжение).

Имел похожие проблемы при заряде аккумуляторов от генератора на транспортном средстве. Помогло введение предкомпесации входных возмущений и поднятие полосы пропускания цепи обратной связи. В первом случае чисто программное решение, во втором установка конденсатора в верхнем плече резисторного делителя обратной связи по напряжению аккумулятора.