说明：本文仿真环境基于 Simlpis 8.0
前几天对VMC移相全桥的PWM发波，理论小信号模型和反馈控制器分别做了分析，有兴趣可以点下面链接过去看，下文将提供一种以环路仿真来应对没有功率级传递函数时的设计方法。
实际工作中还是会遇到没有准确的功率级传递函数，但是你又要做好环路设计的情况。根据前面几篇文章我们知道有了功率级传递函数后，可以在matlab里面用siso工具来自动设计反馈控制器参数。当我们遇到没有明确的功率级传递函数时，可以利用仿真软件的AC分析工具来帮助设计。可以扫描出功率级的控制变量到输出信号的Bode图，通常仿真软件不会直接把传递函数告诉你，他们只会输出Bode图。但是如果你有了高精确度的Bode图，就能把频率，增益，相位这三种数据导出为ASCLL格式的文件。再把这些数据导入到matlab，使用它的系统识别功能来拟合相似度极高的传递函数，通常准确度能达到99%左右，这样就完全具有了可用性。通过上诉这些操作，我们又有了功率级的控制到输出的传递函数，就又能很方便的设计补偿器。开心吧~
第一步 利用黑盒思想在仿真软件中扫描功率级传递函数
比如一个拓扑，它的控制变量是频率，在某个我们设定的稳态工作点的工作频率是75KHz。我们可以在仿真软件里面设定扰动变量叠加在75KHz的稳态常量上。然后不管变频驱动的产生原理，不管开关管，电感，变压器，电容等器件的具体存在，而是把PWM发生器和功率级当作一个黑匣子，可见下图示意。我们只关心黑匣子的输入和输出结果，通过仿真软件的数据处理，把黑匣子的输入和输出整理成Bode图输出。就是利用仿真软件扫描环路的核心观点，当然你要求细化分析也可以，在一些文献中VCO的增益也需要独立建模出来，这里只是为了简化，就打包在一起分析了。
根据上面的思想，我也可以把移动相全桥的PWM部分和功率级当成一个黑匣子，移相角度控制变量设定为0~1.0，在控制变量为1时移相角度为最大值。只需找到我们关心的功率级的稳态工作点，利用黑匣子的办法即可扫描得到控制变量到输出信号的Bode图。下图是在Simlpis环境中建立的移相全桥PWM和功率级部分，稳态工作点为移相角度95%，扰动变量叠加在移相调节部分，输出信号取全桥的输出电压，可见黄色星形标注。
扫描得到相位调整到输出电压的波形可见：
移相驱动波形：
第二步 根据Bode图数据得到控制到输出传递函数
我常用的两个仿真软件（Plecs和Simlpis）都能将Bode图波形数据导出为ACSLL文件。下图是Simlpis的操作方法，Plecs环境以前有写过，这里不再累述。
点复制数据。
到Ecxel文件里面粘贴数据，然后转为角频率和幅度，准备导入到Maltab。
导入成功后：
打开system Identification工具，导入freq domain data，选择Amp/phase，连续域把采样时间设0。
对于简单的模型，使用3P2Z拟合就能得到非常好的效果，下图是接近程度为99.8%的传递函数，到此我们已经得到了想要的东西。
第三步 使用SISO工具自动设置控制器参数
具体实现可以参考以前发过的：《利用maltab的system identification获取系统的传递函数加速你的环路设计》。
在上文得到的s域传递函数：
Gvd =
5.221e04 s^2 + 4.151e10 s + 6.062e15
------------------------------------------
s^3+ 5.051e05 s^2 + 1.062e10 s + 4.672e14
使用采样到PWM更新延迟1.5控制周期将S域传递函数离散到Z域，如果你是模拟控制就无需这一步操作。备注：控制到输出的传递函数离散的方法可参考这篇文章：《理解数字控制系统的环路设计 - 入门级》。
然后调用siso工具，选择合适的带宽和相位余量后，就结束了设计。下图是一组闭环控制参数，开环增益Bode和根轨迹显示都是处于稳定区域。各位可以自行把玩一番，加深了解。
