Controllo analogico utenza RLE - Slew Rate

[edomar]

Buonasera a tutti!
Studiando lo schema di controllo analogico del flusso di energia verso un'utenza generica rappresentata tramite modello RLE, mi sono imbattuto nel fenomeno dello slew rate. Riporto lo schema di controllo:

Non sono sicuro di aver ben capito la fenomenologia dello slew rate, cioè dell'apertura dell'anello chiuso, e per questo chiedo delucidazioni a voi.

Supponiamo che in ingresso la corrente di riferimento vari a onda quadra, secondo una variazione di ampio segnale. In corrispondenza del fronte di salita dell'onda quadra, l'errore di corrente risulta grande e il sistema di controllo elabora un valore del duty cycle di riferimento >1. Il modulatore PWM presenta portante definita tra 0 e 1, quindi la sua uscita, la rettangola r, risulta costantemente pari a 1 (modulante sempre > della portante). Contestualmente il duty cycle di uscita D cresce e si porta pari a 1 quando la D* risulta >1 per almeno un periodo di modulazione.
La tensione v0 che alimenta il sistema fisico è costantemente pari alla tensione commutata in ingresso al convertitore Vc (circa costante se si trascura il ripple) e quindi la derivata di corrente risulta circa costante. Ne segue quindi che per il fenomeno dello slew-rate la corrente induttiva iL non varia a gradino ma ha un fronte di salita con una certa pendenza (limita la derivata di corrente a un valore costante).
Quando iL è prossima a I* si dovrebbe assistere inoltre a uno "smussamento" dell'andamento di iL in quanto l'errore di corrente è ormai piccolo e la modulante D* diviene nuovamente minore dell'unità, cioè si ha la dissaturazione del duty cycle effettivo.
Per il fronte di discesa dell'onda quadra il fenomeno è del tutto analogo.

è corretto quello che ho detto? Ho ben capito la fenomenologia?

Il mio dubbio riguarda il fatto che il prof. ha detto a lezione che una situazione di questo tipo è indicativa di una condizione di lavoro in cui il disturbo additivo E è pari a DxVc e quindi può accadere che, trascurando la caduta resistiva, la derivata di corrente induttiva si annulli. Perché la fem interna dell'utenza dovrebbe essere uguale a DxVc? E se la derivata di corrente si annulla questo significa che può accadere che iL non raggiunga mai I*?

help me!

[MarcoD]

Dal titolo credevo fosse una utenza gas? acqua? telefonica? RLE? mai sentito.
Dal testo ho capitoche si tratta del controllo della corrente di armatura di un motore.
RLE resistenza induttanza forza elettromotrice ?
Mi pare ci sia un blocco di feedforward
con azione derivativa. Ma ho capito poco, lo schema manoscritto è poco chiaro .
Attendo di leggere altri interventi.

[edomar]

Per utenza RLE intendevo indicare la generica utenza elettrica (batteria, motore) rappresentabile come collegamento in serie di resistenza induttanza e fem interna. Sì, c'è un blocco in feed forward per riuscire ad annullare l'errore a regime periodico, però la mia domanda riguarda la saturazione del duty cycle del convertitore, e la conseguente "apertura" dell'anello chiuso

[MarcoD]

Con un feeed forward derivativo, se vari l'ingresso a gradino la derivata del gradino è infinito.
Saturi. non puoi compensare per tutti i valori il polo dovuto all'induttanza.
Devi limitare l'ingresso a una rampa ossia a un valore di slewrate che non saturi.
Purtroppo non ho capito quanto hai citato del professore.

[edomar]

L'avessi capito io...

Cerco di ripeterlo... Lui dice che iagli estremi del campo di regolazione del convertitore può accadere che la derivata della corrente induttiva effettiva si annulli in quanto, trascurando la caduta resistiva, la tensione in uscita dal convertitore a causa della saturazione del duty cycle è pari alla tensione commutata Vc e la fem interna dell'utenza, che è pari a DxVc diviene ancora pari a Vc. Mi sfugge qualche relazione particolare che esprime il valore della fem interna E?? Non riesco a capire perché debba essere pari a DxVc

[edomar]

L'avessi capito io...

Cerco di ripeterlo... Lui dice che iagli estremi del campo di regolazione del convertitore può accadere che la derivata della corrente induttiva effettiva si annulli in quanto, trascurando la caduta resistiva, la tensione in uscita dal convertitore a causa della saturazione del duty cycle è pari alla tensione commutata Vc e la fem interna dell'utenza, che è pari a DxVc diviene ancora pari a Vc. Mi sfugge qualche relazione particolare che esprime il valore della fem interna E?? Non riesco a capire perché debba essere pari a DxVc


Ho poi un'altra domanda. Se non ci fosse stato il feed forward e quindi il compito di creare il duty cycle di riferimento D* fosse stato attribuito tutto al regolatore PI, in presenza di una forte variazione del valore di corrente di riferimento si sarebbe comunque verificata la saturazione?

[MarcoD]

Ho poi un'altra domanda. Se non ci fosse stato il feed forward e quindi il compito di creare il duty cycle di riferimento D* fosse stato attribuito tutto al regolatore PI, in presenza di una forte variazione del valore di corrente di riferimento si sarebbe comunque verificata la saturazione?

No, la saturazione non si verifica sempre. Dipende dall'ampiezza del gradino e dal guadagno proporz. e integrale.

[edomar]

Grazie mille Marco dell'aiuto, ti romperò solo ancora un po' le scatole.
Se la corrente di riferimento I* varia a gradino, inizialmente proprio per la presenza del feed forward il duty cycle satura certamente e la corrente induttiva reale inizia a crescere con derivata costante. A questo punto però mandando indietro in feedback l'informazione della iL, essa verrà confrontata con un valore di corrente di riferimento costante, ma comunque molto più grande (se l'ampiezza del gradino è sufficientemente grande).. Quindi siamo ancora in saturazione ma la modulante D* dovrebbe essersi "abbassata" da un valore infinito a un valore finito ma comunque >1.. Quindi secondo lo stesso ragionamento a un certo punto il duty cycle dovrebbe dissaturare, ottenendo un andamento complessivo della iL di questo tipo:

Cioè la iL dovrebbe avere un andamento inizialmente a rampa, con pendenza costante, quindi presentare un ginocchio fino a portarsi a coincidere con la I*.
è corretto quello che ho detto?

[MarcoD]

Si, è corretto.
La Il parte a rampa, poi termina con costante di tempo.
Se non ci fosse la saturazione, partirebbe subito con la costante di tempo e arriverebbe a regime prima.

[edomar]

Grazie del prezioso aiuto! Buona giornata