什么是传递函数 ?干货!硬件电路求传递函数与图形分析

1 背景问题

电源系统配置的器件以及参数越来越复杂,常规如简单的LC参数还可以通过计算化简求输入输出的传递函数模型,更换一个位置求输入输出传递函数时又需要重新计算。再复杂一点的系统如两级的LCLC系统,一些加热系统的LCL串并联系统,再使用传统的计算方式就显得繁杂了,不小心计算错误将导致整个分析出现问题。本文通过仿真工具进行系统的传递函数求取,并可以使用工具直接进行分析,更改参数或者改变拓扑结构,也能快速求取传递函数,对电源设计工程师来讲是一种实用简便快捷的分析手段。

2 建立模型

首先根据硬件参数建立模型,这个需要根据需分析的电路建立即可,本文用LCL滤波回路建立模型作为分析的参考,其中C回路串联电阻。

什么是传递函数 ?干货!硬件电路求传递函数与图形分析

参数分别如图所示,L1=0.3mH,L2=0.05mH,C=60uF,R=1Ω。输入端使用电压源转换模块,输出端使用电源检测模块。

系统求取输出电压与输入电压的间的传递函数,因此检测了输出电压,定义输出为output端口,输入为input端口。

3 分析模型

3.1 基于命令行模型分析

将文件存储为model2transfer_fun.mdl,此处记住路径,需要将仿真系统定义到此路径中,否则会找不到文件求方程。

在仿真软件命令行输入:

>>[A,B,C,D]=linmod(‘model2transfer_fun’) 求取状态方程参数,括号内为模型名称

>>sys=ss(A,B,C,D) 组合传递函数

>>tf(sys) 绘制开环传递函数

什么是传递函数 ?干货!硬件电路求传递函数与图形分析

求得传递函数我们很方便可以取得波特图,在命令行输入:

>> bode(sys)

得到传递函数的波特图。

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我们很方便就可以直接修改拓扑参数与结构重新求的传递函数,比如按如下拓扑再次求取输出输入之间的传递函数。

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3.2 基于工具APP模型分析

通过使用Linear Analysis Tool模块,我们可以直接对模型进行分析,无需在命令行输入就可以得到系统的波特图,阶跃响应以及奈奎斯特图等分析结果,步骤如下:

定义输入输出节点:

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开环输入节点定义

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开环输出节点定义

打开APP工具软件:

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点击需要分析的特征曲线,下为输出输入传递函数波特图

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下为输出输入阶跃响应曲线

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4 结论

目前分析工具能够快速进行数据分析,简化工程师去重新解算传递函数,图形化的分析界面也能让工程师快速的得到分析数据。能够更快更有效地配置自身系统的参数,得到数据结果。

  • 本文分类:知识大全
  • 本文标签:无
  • 浏览次数:71 次浏览
  • 发布日期:2024-01-29 15:52:24
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