P I調(diào)節(jié)是控制系統(tǒng)中最成熟，應(yīng)用范圍最廣的一種調(diào)節(jié)方式，離散型P I控制器表達(dá)式為：

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　　采用峰值電流模式控制的系統(tǒng)，當(dāng)占空比大于0. 5時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，采用斜坡補(bǔ)償可以改善系統(tǒng)性能，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。依據(jù)其他資料，在控制工程實(shí)踐中，斜坡補(bǔ)償電壓的上升率一般設(shè)計(jì)為輸出電感電流檢測(cè)信號(hào)下降率折算值的70%~80%.

　　式(1)中： k為采樣序號(hào); U ( k)為第K次采樣時(shí)P I調(diào)節(jié)器輸出的偏移量; Kp 為P I調(diào)節(jié)器的比例系數(shù);T為采樣周期; Ti 為PI調(diào)節(jié)器積分時(shí)間; E ( k)為第k次采樣的偏差值。由式(1)可推出其離散P I增量式為：

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　　式(2)中：U ( k - 1)為第k - 1次采樣時(shí)PI調(diào)節(jié)器輸出的偏移量; E ( k - 1)為第k - 1次采樣的偏差值;Ki 為P I調(diào)節(jié)器的積分參數(shù)。

　　P I調(diào)節(jié)器模型見(jiàn)圖5所示，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：

　　AD電壓采樣環(huán)節(jié)由一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換接口"a2z"實(shí)現(xiàn)，采樣值為Z0 ( k ) , 電壓基準(zhǔn)Zref由給定信號(hào)模塊"zdata"提供，兩者的差值為誤差項(xiàng)E ( k) ;利用放大模塊"zamp"將偏差值E ( k)放大積分系數(shù)Ki 倍，可得積分修正量ΔI ( k) ;將偏差值E ( k)通過(guò)減法模塊"zsub"減去由延遲模塊"zdelay"所保持的第k - 1次的偏差值E ( k - 1) ,再用放大模塊將上述差值放大比例參數(shù)Kp 倍，可得比例矯正值為ΔP ( k) ;最后由加法模塊"zadd"將積分修正量ΔI ( k) ,比例修正量ΔP ( k) ,以及由延遲模塊所保持的第k - 1 次結(jié)果U ( k - 1)相加可得第K次采樣結(jié)果U ( k)。

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　　圖5　峰值電流型控制原理圖

　　電流環(huán)控制采用P調(diào)節(jié)，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：霍爾電流傳感器采樣之后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換接口將采樣值轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定倍數(shù)的放大之后，進(jìn)行斜坡補(bǔ)償。斜坡補(bǔ)償環(huán)節(jié)由"z_pulse"模塊依據(jù)前述補(bǔ)償法則產(chǎn)生一定頻率一定斜率的三角波實(shí)現(xiàn)。

　　經(jīng)過(guò)斜坡補(bǔ)償?shù)碾娏餍盘?hào)與電壓P I調(diào)節(jié)產(chǎn)生的結(jié)果相比較得到最終的誤差調(diào)整值，最后由比較模塊"zcmp"構(gòu)成飽和環(huán)節(jié)，用于防止輸出的移相值超出所能達(dá)到的移相范圍。

　　2.3 移相全橋PWM 波形調(diào)制

　　Saber和Simulink之間可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同仿真，這樣可以發(fā)揮Simulink在軟件算法方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)自定義S函數(shù)產(chǎn)生移相PWM信號(hào)。以Saber為主機(jī)，調(diào)用Simulink,兩者以固定時(shí)間步長(zhǎng)交換數(shù)據(jù)。

　　圖6所示為移相PWM脈沖實(shí)現(xiàn)原理圖。其主要原理為：當(dāng)所對(duì)應(yīng)的前驅(qū)動(dòng)波形跳變?yōu)楦邥r(shí)，由數(shù)字P I控制器得出的移相值U ( k)在遠(yuǎn)小于周期的定時(shí)間減去一定常數(shù)k,當(dāng)差值為零時(shí)產(chǎn)生一對(duì)與所對(duì)應(yīng)前橋臂驅(qū)動(dòng)等寬的脈沖波，圖中所示t即為移相時(shí)間。

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　　圖6 移相原理。

　　圖7所示為實(shí)現(xiàn)移相過(guò)程的Saber模型，由"z_pulse"模塊產(chǎn)生固定頻率、占空比為50%的PWM信號(hào)，該信號(hào)與系統(tǒng)超前臂的驅(qū)動(dòng)時(shí)序一致。圖中"switchpwm1"模塊相當(dāng)于一個(gè)多路開(kāi)關(guān)，其工作過(guò)程為：在超前臂脈沖由低變高時(shí)，接通輸入端，采樣反饋的偏移量，然后立刻脈沖模塊由高變低接通有離散保持作用的延時(shí)模塊"zdelay",最后通過(guò)減法模塊"zsub"減去固定常數(shù)k (由"z_ dc"模塊產(chǎn)生) ,經(jīng)過(guò)延時(shí)模塊所設(shè)定的保持時(shí)間t后，所減結(jié)果再減去常數(shù)k,相減后的結(jié)果傳送到移相模塊"shiftpwm1"。

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　　圖7 移相PWM調(diào)制模型。

　　"switchpwm1"和"shiftpwm1"兩個(gè)模塊都是通過(guò)Saber與Simulink協(xié)同工作的，它們通過(guò)調(diào)用S 2fuctiON來(lái)實(shí)現(xiàn)具體功能。將S函數(shù)樣本文件中的sys =mdlOutputs( t, x, u)作簡(jiǎn)單修改即可。