Tài liệu Thiết kế điều khiển cho các bộ biến đổi điện tử công suất

z= +x AX B
(5.14) 
Để tìm hàm truyền coi điều kiện đầu bằng không: 
[ ] ( ) ( )
( ) [ ] ( )1
z z u z
z z u z
−
− =
→ = −
I A x B
x I A B 
(5.15) 
Đầu ra viết lại trên miền gián đoạn z: 
 ( ) ( ) ( )z z u z= +y Cx D
(5.16) 
Từ (5.15), (5.16) hàm truyền giữa đầu ra ( )zy và đầu vào ( )u z 
( ) ( )( ) [ ]
1zG z z
u z
−
= = − +
y C I A B D
(5.17) 
Không mất tính tổng quát (5.17) được viết dưới dạng: 
( )
1 2
0 1 2
1 2
0 1 2
m
m
n
n
b b z b z b zG z
a a z a z a z
− − −
− − −
+ + + +
=
+ + + +
⋯
⋯
(5.18) 
5.2 Hệ thống điều khiển số cho bộ biến đổi điện tử công suất 
Cấu trúc hệ thống điều khiển số điện tử công suất: 
 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 126
Hình 5.1 Hê thống điều khiển số cho thiết bị biến đổi điện tử công suất 
5.3 Yêu cầu về độ phân giải của A/D và khâu điều chế độ rộng 
xung 
5.3.1 Độ phân giải của A/D 
/
max /
2 A D
A D
n
V
max /A DV
/2 A Dn
Hình 5.2 Biểu diễn dữ liệu vào ADC 
/
max /
2 A D
A D
qn
U U= ∆ (5.19) 
Trong đó: qU∆ - Độ rộng lượng tử. 
5.3 Yêu cầu về độ phân giải của A/D và khâu điều chế độ rộng xung 127
 max /A DU - Điện áp vào lớn nhất cho phép của chuyển đổi ADC. 
 /A Dn - Số bit dùng để biểu diễn kênh ADC 
Để đảm bảo: 
 0qU U∆ < ∆
(5.20) 
Trong đó: 0U∆ - Độ thay đổi lớn nhất của điện áp đầu ra. 
Từ (5.19), (5.20) 
/
/
max / max /
0
0
2
2
A D
A D
nA D A D
n
U UU
U
∆
(5.21) 
Hay có thể viết lại: 
max /
/ 2
0
log A DA D
U
n
U
 
>  ∆ 
(5.22) 
Như vậy độ phân giải nhỏ nhất của chuyển đổi ADC cần có là: 
 ( ) max // 2
0
min log A DA D
U
n
U
  
=   ∆  
(5.23) 
Ví dụ: 
max / 2,0A DV V= 
0 03,3 2% 0,066 66V V V mV= ± ⇒ ∆ = = 
/ 2
2,0log 5
0,066A D
n
  
= = ⇒  
  
cần ADC 5bit 
Với 0 03,3 1% 0,033 33V V V mV= ± ⇒ ∆ = = 
/ 6A Dn = ⇒ cần ADC 6 bit 
5.3.2 Yêu cầu độ phân giải DPWM 
Hình 5.3 Ví dụ dao động hệ số điều chế 
 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 128
5.3.3 Đồng bộ giữa thời điểm trích mẫu ADC và khung thời gian điều chế 
độ rộng xung 
Thời điểm trích mẫu đọc ADC được thực hiện ở chính giữa thời gian ton hoặc toff trong 
mỗi chu kỳ điều chế. 
5.4 Mô hình hóa khâu điều chế độ rộng xung 129
5.4 Mô hình hóa khâu điều chế độ rộng xung 
Hình 5.4 Nguyên tắc thực hiện chức năng điều chế độ rộng xung theo kỹ thuật số (DPWM) 
Hình 5.5 Single update mode 
Đối với lấy Hình 5.5b ta có mô hình toán học giữa đầu vào và ra của khối DPWM : 
 ( ) ( )( )
ˆ
ˆ
ssDT
MO
PWM
pk
u s eG s
m s c
−
= =
(5.24) 
 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 130
Đối với lấy Hình 5.5c ta có mô hình toán học giữa đầu vào và ra của khối DPWM : 
 ( ) ( )( )
( )1
ˆ
ˆ
ss D T
MO
PWM
pk
u s eG s
m s c
− −
= =
(5.25) 
Đối với lấy Hình 5.5d ta có mô hình toán học giữa đầu vào và ra của khối DPWM : 
 ( ) ( )( )
( ) ( )1 1
2 2
ˆ 1
ˆ 2
s sT Ts D s DMO
PWM
pk
u s
G s e e
m s c
− − − + 
= = + 
 
(5.26) 
Hình 5.6 Double update mode 
Đối với lấy Hình 5.6 ta có mô hình toán học giữa đầu vào và ra của khối DPWM : 
 ( ) ( )( )
( )1
2 2
ˆ 1
ˆ 2
s sT TsD s DMO
PWM
pk
u s
G s e e
m s c
− − − 
= = + 
 
(5.27) 
5.5 Thiết kế mạch vòng điều chỉnh số 
Có hai cách tiếp cận khi thiết kế mạch vòng điều chỉnh số: 
• Phương pháp thiết kế gián tiếp: Trước hết ta sẽ thiết kế bộ điều chỉnh trên miền toán 
tử Laplace hoặc trực tiếp từ hệ phương trình vi tích phân mô tả đối tượng, sử dụng các 
phương pháp thiết kế tuyến (như đã có ở các mục trước) hoặc phương pháp thiết phi tuyến. 
Sau khi có được các bộ điều chỉnh, ta sẽ tìm cách xấp xỉ các bộ điều chỉnh để thu được 
phương trình sai phân cài đặt vào vi điều khiển. 
• Thiết kế trực tiếp: Để thiết kế hệ điều chỉnh số trước hết ta cần số được mô hình gián 
đoạn của đối tượng. Phương pháp đưa ra mô hình gián đoạn (discrete time model) ảnh 
hưởng rất lớn đến tính hiệu quả của quá trình thiết kế như độ phức tạp, độ chính xác cũng 
như đáp ứng mong muốn của hệ thống. Phương pháp thiết kế này có ưu điểm đảm bảo 
được độ dự trữ về pha, bang thông và đáp ứng biến động tốt hơn so với phương pháp thiết 
kế gián tiếp. 
5.5.1 Phương pháp thiết kế gián tiếp 
Sử dụng các phương pháp thiết kế trên miền liên tục ta sẽ thu được các bộ điều chỉnh 
trên miền toán tử Laplace, sau đó sử dụng các phương pháp xấp xỉ sau để thu được bộ điều 
chỉnh trên miền z. 
5.5 Thiết kế mạch vòng điều chỉnh số 131
a. Phương pháp xấp xỉ từ toán tử Laplace sang miền gián đoạn z 
Hình 5.7 Minh họa các phương pháp xấp xỉ 
B	ng 5.1 Các phương pháp gián đoạn 
Phương pháp Mối quan hệ giữa s và z Phạm vi ứng dụng 
Backward Euler 1zs
zT
−
= 20s
fud
f
f > 
Forward Euler 1zs
T
−
= 20s
fud
f
f > 
Tustin 2 1
1
z
s
T z
−
=
+
10s
fud
f
f > 
b. Phương pháp xấp xỉ ZOH: Giá trị trích mẫu được giữ nguyên đến thời điểm trích mẫu 
mới (xấp xỉ hình chữ nhật). 
c. FOH: Nội suy tuyến tính giữa hai giá trị trích mẫu 
Việc xấp xỉ từ miền liên tục sang miền gián đoạn sẽ được hỗ trợ thực hiện dựa trên phần 
mềm Matlab theo cú pháp: c2d(Gc(s),TS,METHOD) để tìm được hàm truyền gián đoạn 
( )cG z . 
5.5.1.1 Bộ biến đổi kiểu Buck 
*
ˆ
o
u ( )cG z ( )vdG s
ˆ
o
u
ˆd
Hình 5.8 Mạch vòng dòng điện sử dụng bộ điều chỉnh số 
Bỏ qua ảnh hưởng của khâu trích mẫu – giữ chậm, hàm truyền bộ điều chỉnh ( )cG s có 
cấu trúc như sau: 
( )
1 1
1
L
z
c co
p
s
s
G s G
s
ω
ω
ω
   + +  
  
=
 
+  
 
(5.28) 
Sử dụng lệnh c2d(Gc(s),TS,METHOD) để tìm được hàm truyền gián đoạn ( )cG z . 
 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 132
5.5.1.2 Nghịch lưu nguồn áp một pha 
*
ˆ
si ( )cG z 1Ls R+
ˆd
2 dcU
ˆ
su ˆsi
Hình 5.9 Mạch vòng điều chỉnh dòng điện thực hiện bằng kỹ thuật số 
Xét ví dụ thiết bộ điều chỉnh cho mạch vòng dòng điện của nghịch lưu nguồn áp một 
pha. Chúng ta sẽ tìm cách xấp xỉ để tìm được hàm truyền đạt của khâu điều chế độ rông 
xung và khâu trễ do tính toán bộ điều khiển. 
Theo [], hàm truyền khâu DPWM được mô tả như sau: 
( ) 2 1
1
2
sT s
DPWM
s
G s e
T
s
−
= ≈
 +  
 
(5.29) 
Do trễ của vi điều khiển, nên giá trị tính toán ở thời điểm thứ k đến thời (k+1) mới tác 
động đến đối tượng diều khiển (nghĩa là trễ một chu kỳ điều chế). Như vậy, ta có hàm 
truyền mô tả trễ do vi điều khiển gây nên như sau: 
( ) 1
1
sT s
d
s
G s e
T s
−
= ≈
+
(5.30) 
Từ ta có hàm truyền mô tả trễ do tính toán và khâu điều chế độ rộng xung như sau: 
( )
3
2 1
31
2
sT s
s
G s e
T
s
 
− 
 
= ≈
 +  
 
(5.31) 
Kết hợp mô hình dòng điện được xây dựng dựa trên phương trình cân bằng điện áp của 
nghịch lưu nguồn áp một pha, ta có mạch vòng điều chỉnh dòng điện được mô tả trên miền 
toán tử s như dưới đây. 
*
si i
p
KK
s
+
1
31
2
sT s +  
 
( )
1
1R sT+
si
Lu
su
*
su
Hình 5.10 Mạch vòng điều chỉnh dòng điện được xấp xỉ trên miền liên tục 
5.5 Thiết kế mạch vòng điều chỉnh số 133
5.5.2 Phương pháp thiết kế trực tiếp 
5.5.2.1 Bộ biến đổi kiểu Buck 
*
ˆ
o
u ( )cG z dsTe− ( )vdG s
dsTe
− ( )vdG s( )WP MG s
1z− ( )vdG s( )ZOHG s
ˆ
o
uˆd
( )pG z
( )pG z
Hình 5.11 Mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck theo điện áp 
Hàm truyền đối tượng điều chỉnh điện áp được chuyển sang miền gián đoạn: 
( ) ( ) ( )dsTp PWM vdG z Z e G s G s− =   (5.32) 
Hàm truyền ( )PWMG s coi như khâu trích mẫu – giữ chậm ZOH, nên (5.32) được viết lại: 
( ) ( ) ( )1 sd sTsTp vdeG z Z e G s
s
−
−
 
−
=  
  
 (5.33) 
Mặt khác thời gian trễ do thực hiện thuật toán điều chỉnh là một chu kỳ trích mẫu (nghĩa 
là tín hiệu điều khiển tính toán được ở thời điểm thứ k thì đến thời điểm thứ (k+1) mới tác 
động lên đối tượng điều khiển, và trễ do thực hiện thuật toán điều khiển d sT T= ). Nên 
(5.33) được viết lại: 
( ) ( ) ( )1 11 vdp G sG z z z Z
s
− −
 
= −  
 
 (5.34) 
Tuy nhiên, thực tế khi thiết kế bộ điều chỉnh thông thường chúng ta sử dụng phần mềm 
Matlab để tìm ra được hàm truyền ( )pG z theo các bước sau: 
Bước 1: Khai báo hàm truyền ( )dsT vde G s− theo cú pháp 
sys = tf(num,den,'inputdelay',Td). Trong đó: num – là tử số của hàm truyền ( )vdG s ,den- là 
mẫu số của hàm truyền ( )vdG s . 
Bước 2: Hàm truyền ( )pG z được tìm theo cú pháp Gpz=c2d(sys,Ts,'zoh'). 
Ví dụ cho bộ biến đổi có tham số ở mục , hàm truyền ( )pG z tìm được theo Script (phần 
mềm Matlab) như sau: 
%Script tim ham truyen Gp(z) 
Uin=28; %28V 
R=3;%3ohm 
 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 134
L=50e-6;% 50uH 
C=500e-6;% 500uF 
Ts=1/(100e+3);%100kHz 
Td=0; %khong co tre do tinh toan 
sys = tf(R*Uin,[R*L*C L R],'inputdelay',Td); 
Gpz=c2d(sys,Ts,'zoh'); 
Kết quả hàm truyền ( )pG z tim được như sau: 
( ) 20.05586 0.051.989 0.9
73
4
5
9
3p
z
z z
G z
+
+
−
= (5.35) 
Sử dụng công cụ sisotool trong Matlab ta sẽ thiết kế hệ hở có dự trữ pha PM=400 và tần 
số cắt 10cf kHz= . Bằng cách bổ sung thêm hai điểm không thực (real zero), một điểm cực 
thực (real pole), và một khâu tích phân. Tham số và cấu bộ bù được tính như sau (do công 
cụ sisotool tính ra). 
( ) ( ) ( )( ) ( )
5.9861 - 0.9041 - 0.9687
 - 0.05082 -1c
z z
G z
z z
= (5.36) 
10-2 10-1 100 101 102
-270
-225
-180
-135
-90
-45
0
P.M.: 40.5 deg
Freq: 10.3 kHz
Frequency (kHz)
Ph
a
se
(de
g)
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
G.M.: 8.93 dB
Freq: 23.1 kHz
Stable loop
Open-Loop Bode Editor for Open Loop 1(OL1)
M
ag
n
itu
de
(dB
)
Hình 5.12 Đồ thị bode của hàm truyền đạt ( ) ( )c pG z G z 
5.5 Thiết kế mạch vòng điều chỉnh số 135
5.5.2.2 Mạch vòng điều chỉnh dòng điện nghịch lưu nguồn áp một pha 
*
ˆ
o
u ( )cG z dsTe− ( )G s
dsTe
− ( )G s( )WP MG s
1z− ( )G s( )ZOHG s
ˆ
o
uˆd
( )pG z
( )pG z
Hình 5.13 Mạch vòng điều chỉnh dòng điện thực hiện bằng kỹ thuật số, a) Mạch vòng dòng điện, 
b) Mạch điện tương đương, c) Mạch điện tương đương. 
Hàm truyền đối tượng điều chỉnh điện áp được chuyển sang miền gián đoạn: 
( ) ( ) ( )dsTp PWMG z Z e G s G s− =   (5.37) 
Mặt khác thời gian trễ do thực hiện thuật toán điều chỉnh là một chu kỳ trích mẫu (nghĩa 
là tín hiệu điều khiển tính toán được ở thời điểm thứ k thì đến thời điểm thứ (k+1) mới tác 
động lên đối tượng điều khiển, và trễ do thực hiện thuật toán điều khiển d sT T= ). 
( ) ( ) ( )1pG z z Z H s G s−=    (5.38) 
Trong đó hàm truyền của khâu trích mẫu –giữ chậm ZOH có dạng: 
( ) ( )1 ssTeH s
s
−
−
= (5.39) 
Từ (5.38), (5.39) ta có: 
( ) ( ) ( )1 11p G sG z z z Z
s
− −
 
= −  
 
 (5.40) 
Theo (4.39) hàm truyền đối tượng của mạch vòng điều chỉnh nghịch lưu nguồn áp một 
pha là ( ) 1 /
1
RG s
L
s
R
=
 + 
 
, thay vào (5.40) ta có: 
( ) ( )1 11 11
1
pG z z z Z LR
s s
R
− −
 
  
= −   
    +    
 (5.41) 
Tuy nhiên, thực tế khi thiết kế bộ điều chỉnh thông thường chúng ta sử dụng phần mềm 
Matlab với đoạn Script dưới đây để tìm ra được hàm truyền ( )pG z . 
Kết quả hàm truyền ( )pG z %Script tim ham truyen Gp(z) L=2e-3;% 2mH 
R=0.1;%0,1ohm 
 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 136
( ) 22 1 0.0995 0.09950.99 1 0.99pG z zz z z
−
−
= =
− −
(5.42) 
Ts=2e-4;%200us (5kHz) 
Td=2e-4; 
sys = tf(1,[L R],'inputdelay',Td); 
Gpz=c2d(sys,Ts,'zoh'); 
a. Thiết kế bộ điều chỉnh dòng điện cho đối tượng ( )PG z theo tiêu chuẩn tối ưu 
module số. 
Trước hết ta sẽ viết lại (5.42) theo dạng tổng quát như sau: 
( ) ( )1 2 31 2 3 21
1
1
1P s
b z b z b z
G z V z
a z
− − −
−
−
+ + +
=
+
 (5.43) 
Trong đó: 
1 2 3
1
0
0.99
0.0995s
b b b
a
V
= = =

= −

=
Theo [], lựa chọn cấu trúc điều khiển dòng điện kiểu PI theo (5.44), ta sẽ áp dụng tiêu 
chuẩn tối ưu module số ta có bộ tham số như sau: 
( ) ( ) ( )111 111 1PI r r
d zz d
G z V V
z z
−
−
++
= =
− −
 (5.44) 
Trong đó: 
( )
1 1
1 2 3
0.99
1
 3.3501
3 5 7 9r s
d a
V
V b b b
= = −


= = + + +
b. Thiết kế bộ điều chỉnh dòng điện cho đối tượng ( )PG z theo phương pháp gán 
điểm cực 
Lựa chọn cấu trúc bộ điều chỉnh kiểu PI theo (5.44), từ (5.42), (5.44) ta có phương trình 
đặc tính ( )N z . 
( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 1 1 2 30.99 1 0.0995 rN z z z z V z d z z z z z z= − − + + = − − − (5.45) 
Trong đó: 1 2 3, ,z z z là ba điểm cực mong muốn (do người thiết kế lựa chọn). 
Phương trình (5.45) được viết lại (ta lựa chọn 1 0.99d = và một điểm cực 1 0.99z = ): 
( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 2 3 2 30.99 0.0995 0.99rN z z z z V z z z z z z z= − − + = − − + +   (5.46) 
Chọn 2,3 0.5 0.2z j= ± ta sẽ tính được 2.1106rV = . 
5.5.2.3 Bộ điều chỉnh dòng điện nghịch lưu nguồn áp một pha kiểu deadbeat 
5.6 Chuẩn hóa bộ điều chỉnh 137
Hình 5.14 Mạch điện thay thế nghịch lưu nguồn áp một pha 
Bỏ qua sụt áp trên điện trở ( 0SR ≈ ), ta có phương cân bằng điện áp mạch điện Hình 
5.14 
s
S L
diL u u
dt
= − (5.47) 
Áp dụng công thức (5.4), (5.9) ta có phương trình cân bằng điện áp mạch điện Hình 
5.14 viết dưới dạng gián đoạn: 
( ) ( ) ( ) ( )1 ss s s L
s
Ti k i k u k u k
L
+ = + −  
(5.48) 
Nhiệm vụ bộ điều chỉnh dòng điện phải áp đặt được ( ) ( )*1s si k i k+ = (nghĩa là, giá trị 
thực phải bám theo giá trị đặt sau đúng một chu kỳ trích mẫu). 
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2 1 1 1
1 1
s
s s s L
s
s
s s s L L
s
Ti k i k u k u k
L
Ti k u k u k u k u k
L
+ = + + + − +  
= + + + − + −   
(5.49) 
Giả thiết rằng điện áp pha Lu là thành phần biến đổi chậm (đây là trường hợp phổ biến), 
nên ta coi như ( ) ( )1L Lu k u k+ ≈ . Phương trình (5.49) được viết lại: 
( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 2 2ss s s s L
s
L
u k u k i k i k u k
T
+ = − + + − +  
(5.50) 
Ở đây, ( )2si k + được thay thế bởi ( )*si k (giá trị đặt cho bộ điều chỉnh dòng điện). 
Phương trình (5.50) dùng để xác định điện áp đầu ra nghịch lưu ở thời điểm ( )1 sk T+ (dự 
báo trước một chu kỳ), và đảm bảo dòng điện thực sẽ bám theo dòng điện đặt sau đúng hai 
chu kỳ trích mẫu. 
( ) ( ) ( ) ( ) ( )*1 2ss s s s L
s
L
u k u k i k i k u k
T
 + = − + − + 
(5.51) 
Bộ điều chỉnh dòng điện được thực hiện theo (5.51) có tên gọi là bộ điều chỉnh dòng 
kiểu Deadbeat. 
5.6 Chuẩn hóa bộ điều chỉnh 
Các thuật toán điều khiển được xây dựng trong (mục 3), (mục 4) sẽ chưa thể cài đặt hay 
viết chương trình do biến còn chứa thứ nguyên vật lý. Để có thể cài đặt thuật toán vào 
DSP, cần thiết phải chuẩn hóa thuật toán. Nhiệm vụ chuẩn hóa, chuyển các biến sang dạng 
không có thứ nguyên mà không làm sai ý nghĩa vật lý ban đầu của chúng, tạo điều kiện cho 
công tác lập trình. Ngoài ra, DSP sử dụng là loại dấu phẩy tĩnh, nên từ tham số thu được 
sau khi chuẩn hóa sẽ xác định được cần thiết phải trượt vị trí dấu phảy bao nhiêu để đảm 
bảo độ chính xác thuật toán, việc trượt dấu phảy sẽ được thực hiện dựa trên thư viện toán 
học Iqmath() []. 
Các giá trị thực hiện chuẩn hóa là dải đo lớn nhất do mạch đo lường quyết định (giới 
hạn mạch đo lường), ví dụ giới hạn mạch đo lường được chỉ ra trong Bảng 5.2. 
 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 138
B	ng 5.2 Giới hạn đại lượng chuẩn hóa theo mạch đo lường 
Ký hiệu Giới hạn đo Ý nghĩa 
Udc_max 800V Điện áp một chiều lớn nhất đặt vào mạch nghịch 
lưu nguồn áp. 
IS_max 50A Biên độ dòng điện pha lớn nhất 
US_max 350V Biên độ điện áp pha lớn nhất 
a). Hệ số điều chế nghịch lưu nguồn áp một pha 
Hệ số điều chế cho nghịch lưu nguồn áp một pha được xác định: 
s
dc
u
m
U
= (5.52) 
Chuẩn hóa (5.52) với điện áp một chiều lớn nhất đặt vào mạch nghịch lưu nguồn áp 
Udc_max và điện áp pha lớn nhất Us_max. 
_ max
_ max
dsp
s s
dsp
dc dc
U u
m
U U
 
=   
 
 (5.53) 
b). Thuật toán điều chế vector không gian cho nghịch lưu nguồn áp ba pha 
Xét ví dụ trong sector 1, từ (4.36) tính được hệ số điều chế 1 2,d d cho hai vector chuẩn 
u1, u2. 
1
2
12 1 3 3
1 13 3 2 210 0 33
s s
s sdc dc
u ud
u ud U U
α α
β β
−
    
−      
= =        
            
 (5.54) 
Chuẩn hóa (5.54) với Điện áp một chiều lớn nhất đặt vào mạch nghịch lưu nguồn áp 
Udc_max và điện áp pha lớn nhất Us_max. 
( )
_ max
1
_ max
_ max
2
_ max
1 3 3
2 2
1 3
s dsp dsp
s sdsp
dc dc
s dsp
sdsp
dc dc
U
d u u
U u
U dd u
U u
α β
β
    
= −     
   

 
−
=    
 
 (5.55) 
c).Bộ điều chỉnh điện dòng điện cho nghịch lưu nguồn áp 
Bộ điều chỉnh dòng điện cho nghịch lưu nguồn áp một pha hoặc nghịch lưu nguồn áp ba 
pha được thực hiện trên hệ tọa độ quay dq (bao gồm 2 kênh điều chỉnh thành phần dòng 
điện ,sd sqi i ) có cấu trúc kiểu PI được viết dưới dạng: 
( )*is p s sKu K i i
s
 
= + − 
 
 (5.56) 
Thực hiện chuẩn hóa luật điều chỉnh (5.56) với giá trị dòng điện pha lớn nhất Is_max và 
điện áp pha lớn nhất Us_max 
5.6 Chuẩn hóa bộ điều chỉnh 139
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
_ max *
_ max
s_ max *
_ max
*
1
dspp sdsp dsp
p s s
s
dspi cdsp dsp dsp
i i s s
s
dsp dsp dsp
sd p i
K U
u k i k i k
I
K T U
u k u k i k i k
I
i k u k u k
  
= −   

  
= − + −   

= +


 (5.57) 
Trong đó: cT là chu kỳ trích mẫu thực hiện thuật toán (5.56). 
d).Bộ điều chỉnh điện điện áp cho bộ biến đổi DC/DC kiểu Buck điều khiển theo 
điện áp 
Công thức (5.36) viết lại dưới dạng tổng quát như sau: 
1 2
1 1 2 3
1 2
4 5 6
( )( ) ( )c
Y k b b z b zG z
X k b b z b z
− −
−
− −
+ +
= =
+ +
 (5.58) 
Từ (5.58) ta có phương trình sai phân như sau: 
1 2 3 5 6
4 4 4 4 4
( ) ( ) ( 1) ( 2) ( 1) ( 2)b b b b by k x k x k x k y k y k
b b b b b
= + − + − − − − −
(5.59) 
Hay viết gọn lại : 
 1 2 3 4 5( ) ( ) ( 1) ( 2) ( 1) ( 2)y k c x k c x k c x k c y k c y k= + − + − − − − − (5.60) 
Điện áp đầu ra u đã được chuẩn hóa với maxcU
. Đầu ra d không thứ nguyên nên 
không cần chuẩn hóa. Với maxcU là giá trị điện áp lớn nhất mà mạch đo có thể đo được. 
Ta có: 
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
1 max 2 max
max max
3 max 4 5
max
1
2
1 2
c c
c c
c
c
u k u kd k c U c U
U U
u k
c U c d k c d k
U
−
= +
−
+ − − − − 
(5.61) 
Từ phương trình trên ta thu được phương trình sai phân bộ điều chỉnh sau khi chuẩn 
hóa: 
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
1 max 2 max
3 max 4 5
. . 1
. 2 1 2
DSP DSP
c c
DSP
c
d k c U u k c U u k
c U u k c d k c d k
= + −
+ − − − − − 
(5.62) 
 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 140
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2007) Điện tử công suất, NXB 
Khoa học và Kỹ thuật. 
[2] Phạm Quốc Hải (2009) Hướng dẫn thiết kế Điện tử công suất, NXB Khoa học và Kỹ 
thuật, 2009. 
[3] Trần Trọng Minh (2009) Giáo trình Điện tử công suất, NXB Giáo dục. 
[4] Nguyễn Phùng Quang (2002) Truyền động điện thông minh; Nhà xuất bản Khoa học 
và Kỹ thuật. 
[5] Nguyễn Phùng Quang (2206) Matlab&Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động; 
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 
[6] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Hán Thành Trung (2008); Lý thuyết điều 
khiển tuyến tính; In lần thứ 3, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 
[7] Robert W. Erickson, Dragan Masksimovíc (2004) Fundamentals of Power 
Electronic, Kluwer Academic Publishers. 
[8] Ned Mohan (2003) First courses on power electronics and drives, Published by 
MNPERE. 
[9] Remus Teodorescu, Marco Liserre, Pedro Rodríıguez (2011); Grid converters for 
photovoltaic and wind power systems; 2011 John Wiley & Sons, Ltd. 
[10] Simone Buso, Paolo Mattavelli (2006) Digital Control in Power Electronics, 
LECTURES ON POWER ELECTRONICS. 
[11] J. F. Silva and S. F. Pinto (2011) Advanced Control of Switching Power Converters, 
pp. 1038-1058. 
[12] Robert Sheehan () Understanding and applying current-mode control theory 
[13] Các bài báo đăng trên tạp chí và hội thảo về lĩnh vực Điện tử công suất. 
5.6 Chuẩn hóa bộ điều chỉnh 141
PHỤ LỤC