دوره 16، شماره 1 - ( مجله کنترل، جلد 16، شماره 1، بهار 1401 )                   جلد 16 شماره 1,1401 صفحات 72-63 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


1- گروه مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2- دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، گروه مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشگاه شهید بهشتی،تهران، ایران
چکیده:   (3041 مشاهده)
در این مقاله، یک کنترل‌کننده بدون سنسور مبتنی‌بر فلتنس با مشاهده‌گر غیرخطی برای کنترل مبدل بوست غیرایده‌آل پیشنهاد شده‌است. تلفات در این مبدل، از طریق منبع ولتاژ سری با ورودی و منبع جریان موازی با خروجی مدل‌سازی شده‌است. با کمک کنترل مبتنی‌بر فلتنس، هر دو پارامتر ولتاژ خروجی و جریان سلف در یک ساختار تک‌حلقه تنظیم شده‌است. اما روش مبتنی‌بر فلتنس به مدل دقیق سیستم وابسته است و برای به‌دست‌آوردن اطلاعات تمام پارامترها نیاز به تعداد سنسور بیشتری دارد. در راستای کاهش سنسور، یک مشاهده‌گر غیرخطی برای تخمین جریان خروجی و ولتاژ ورودی به‌کار گرفته‌شده‌است و سنسورهای مربوط به این دو پارامتر حذف شده‌است. در نتیجه، هزینه، وزن و حجم سیستم، کاهش و قابلیت اطمینان سیستم افزایش می‌یابد. برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی، نتایج شبیه‌سازی و کار آزمایشگاهی ارائه و مقاوم‌بودن کنترل‌کننده پیشنهادی در برابر تغییر پارامترها بررسی شده‌است. هم‌چنین، نتیجه شبیه‌سازی کنترل‌کننده پیشنهادی با یک کنترل‌کننده دو حلقه PI و انرژی مقایسه شده‌است.
متن کامل [PDF 1414 kb]   (180 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1399/8/30 | پذیرش: 1400/5/17 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1400/6/13

فهرست منابع
1. [1] Yazici and E. Kürs, "Fast and robust voltage control of DC-DC boost converter by using fast terminal sliding mode controller," IET Power Electronics, vol. 9, no. 1, pp. 120-125, 2016. [DOI:10.1049/iet-pel.2015.0008]
2. [2] A. Mesbahi, Y. Aljarhizi, A. Hassoune, M. Khafallah and E. Alibrahmi, "Boost converter implementation for wind generation system based on a variable speed PMSG,"1st International Conference on Innovative Research in Applied Science, Engineering and Technology, pp. 1-6, 2020. [DOI:10.1109/IRASET48871.2020.9092143]
3. [3] A. Janabi, B. Wang, "Switched-capacitor voltage boost converter for electric and hybrid electric vehicle drives," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 6, pp. 5615-5624, 2020. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2949574]
4. [4] A. K. Mishra and B. Singh, "Performance optimization of grid-interactive switched reluctance motor-driven SPWPS utilizing a new structure of boost converter," IEEE 9th Power India International Conference, pp. 1-6, 2020. [DOI:10.1109/PIICON49524.2020.9112969]
5. [5] M. Malekzadeh, A. Khosravi, M. Tavan "A novel adaptive output feedback control for DC-DC boost converter using immersion and invariance observer," Evolving Systems, pp. 707-715, 2020. [DOI:10.1007/s12530-019-09268-7]
6. [6] M. Malekzadeh, A. Khosravi, and M. Tavan "Observer based control scheme for DC-DC boost converter using sigma-delta modulator," The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, vol. 37, no. 2, pp.784-798, 2017. [DOI:10.1108/COMPEL-02-2017-0102]
7. [7] N. Femia, K. Stoyka, G. Di Capua, "Impact of inductors saturation on peak-current mode control operation," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 10, pp. 10969-10981, 2020. [DOI:10.1109/TPEL.2020.2974939]
8. [8] I. J. Prasuna, M. S. Kavya, K. Suryanarayana and B. R. Shrinivasa Rao, "Digital peak current mode control of boost converter, " Annual International Conference on Emerging Research Areas: Magnetics, Machines and Drives Kottayam, pp. 1-6, 2014. [DOI:10.1109/AICERA.2014.6908220]
9. [9] Z. B. Duranay, H. Guldemir, S. Tuncer, "Fuzzy sliding mode control of DC-DC boost converter," Engineering, Technology & Applied Science Research, vol. 8, no. 3, pp. 3054-3059, 2018. [DOI:10.48084/etasr.2116]
10. [10] R. Saadi et al., "Dual loop controllers using PI , sliding mode and flatness controls applied to low voltage converters for fuel cell applications," Int. J. Hydrogen Energy, vol. 41, no. 42, pp. 19154-19163, 2016. [DOI:10.1016/j.ijhydene.2016.08.171]
11. [11] M. Fliess, J. Levine, P. Martin, and P. Rouchon, "Flatness and defect of non-linear systems: introductory theory and examples," Int. J. Control, pp. 1327-1361, 1995. [DOI:10.1080/00207179508921959]
12. [12] P. B. Ngancha, K. Kusakana, and E. Markus, "A survey of differential flatness-based control applied to renewable energy sources," IEEE PES Power Africa, pp. 371-379, 2017. [DOI:10.1109/PowerAfrica.2017.7991253]
13. [13] L. Gil-antonio, B. Saldivar, and O. Portillo-rodríguez, "Trajectory tracking control for a boost converter based on the differential flatness property," IEEE Access, vol. 7, pp. 63437-63446, 2019. [DOI:10.1109/ACCESS.2019.2916472]
14. [14] Q. Li, Y. Huangfu, L. Xu, and D. Zhao, "Robust flatness based control with disturbance observers of non-ideal boost converter for electric vehicles," IEEE Tranportation Electrification Conference and Expo, pp. 1-6, 2019. [DOI:10.1109/ITEC.2019.8790464]
15. [15] A. Hussain, H. Ahmed, A. Faisal, and K. Al-haddad, "a novel sensor-less current technique for photovoltaic system using DC transformer model based model predictive control," Elec. Power Energy Syst., vol. 122, 2020. [DOI:10.1016/j.ijepes.2020.106165]
16. [16] W. Qiao, "Intelligent mechanical sensorless MPPT control for wind energy systems," IEEE Power Energy Soc. Gen. Meet., pp. 1-8, 2012. [DOI:10.1109/PESGM.2012.6345443]
17. [17] M. A. S. Ali, K. K. Mehmood, S. Baloch, and C. H. Kim, "Wind-speed estimation and sensorless control for SPMSG-based WECS using LMI-based SMC," IEEE Access, vol. 8, pp. 26524-26535, 2020. [DOI:10.1109/ACCESS.2020.2971721]
18. [18] H. Cho, S. J. Yoo, and S. Kwak, "State observer based sensor less control using Lyapunov's method for boost converters," IET Power Electron., vol. 8, no. 1, pp. 11-19, 2015. [DOI:10.1049/iet-pel.2013.0920]
19. [19] Q. Li, Y. Huangfu, L. Xu, D. Zhao, and F. Gao, "Robust adaptive flatness based control for non-ideal boost converter in fuel cell electric vehicles," IEEE International Conference on Industrial Technology, pp. 1707-1712, 2019. [DOI:10.1109/ICIT.2019.8843698]
20. [20] A. Shahin, A. Payman, J. Martin, and S. Pierfederici, "Approximate novel loss formulae estimation for optimization of power controller of DC/DC converter," 36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, pp. 373-378, 2010. [DOI:10.1109/IECON.2010.5674999]
21. [21] M. Mehrasa, E. Pouresmaeil, S. Taheri, I. Vechiu, and J. P. S. Catalão, "Novel control strategy for modular multilevel converters based on differential flatness theory," IEEE J. Emerg. Sel. Top. Power Electron., vol. 6, no. 2, pp. 888-897, 2018. [DOI:10.1109/JESTPE.2017.2766047]
22. [22] H. Renaudineau, J. Martin, B. Nahid-Mobarakeh, and S. Pierfederici, "DC-DC converters dynamic modeling with state observer-based parameter estimation," IEEE Trans. Power Electron., vol. 30, no. 6, pp. 3356-3363, 2015. [DOI:10.1109/TPEL.2014.2334363]
23. [23] R. Gavagsaz-Ghoachani, M. Phattanasak, J. Martin, S. Pierfederici, B. Nahidmobarakeh, and P. Riedinger, "Observer and Lyapunov-based control for switching power converters with LC input filter," IEEE Trans. Power Electron., vol. 34, no. 7, pp. 7053-7066, 2018. [DOI:10.1109/TPEL.2018.2877180]
24. [24] J. Levine, "Differentialy flat systems," in Analysis and control of nonlinear systems, a flatness-based approach, Springer Dordrecht Heidelberg, 2009, p. 318.

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.