بیست و چهارمین کنفرانس بین المللی برق (psc-2009)

Global Hybrid Modeling and Control of DC-DC Converters: A Boost Converter Topology

admin ۲۸ اردیبهشت ۱۳۸۹

۰ 33 1 دقیقه قبل خوانده شده

Abstract : Developing efficient and appropriate modeling and control techniques for DC-DC converters is of major importance in power electronics area and has attracted much attention from automatic control theory. Since DC-DC converters have a complex hybrid nature, recently several techniques based on hybrid modeling and control are introduced. These techniques have shown better results as compared to conventional averaging based schemes with limited modeling and control abilities. But current works in this field have not considered all possible dynamics of the converters in both Continuous and Discontinuous Current Modes (CCM, DCM) of operations. These dynamics are results of controlled and uncontrolled switching phenomena in DC-DC converters. Using Mixed Logical Dynamical (MLD) systems a new exact and non-averaged model is presented to control a DC-DC boost converter by considering all possible dynamics in both CCM and DCM operations. Using hybrid predictive control, based on Mixed Integer Quadratic Programming (MIQP), physical constraints such as maximum inductor current and capacitor voltage are also considered during the controller design. The transient and steady state performance of the closed-loop control over a wide range of operating points from open circuit to short circuit shows satisfactory operation of the proposed modeling and control approach.

امروزه ماشینهای الکتریکی نقش عمده‌ای در زندگی بشر دارند. مقوله الکترونیک قدرت نیز در تغذیه، بهره‌برداری و کنترل ماشینهای الکتریکی از اهمیت بسیار برخوردار است.می‌توان گفت که دانش علمی وفنی این دو موضوع مکمل یکدیگر هستند.

در این تحقیق توضیحاتی درتحلیل و تشریح کار ماشینها و عملکرد آنها و همچنین در شرایطی که با مبدل‌های الکترونیک قدرت تغذیه و کنترل می‌شوند، در نوع خود شایدکم نظیرباشد. اصول مشترک و اساسی محرکه‌های الکتریکی (موتور مبدل تغذیه کننده آنها) را در بر می‌گیرد. موتورهای dc تغذیه شده با یکسو کننده‌های کنترل شده و برشگرها، موتورهای القایی قفس سنجابی کنترل شده با اینورترها، کنترل‌کننده‌های ولتاژ ac و سیکلوکنورترهای، موتورهای القایی رتور سیم پیچی شده با کنترل از طرف رتور. هر دو نوع سیستم‌های کنترل حلقه باز و حلقه بسته بحث شده‌اند.

در فصل اول درمورد موتورهای جریان سیستم DC بحث شده است که برخی از کاربردهای مهم این محرکه‌ها عبارتند از: غلطکهای نورد را منابع فلزی، غلطکهای کاغذ، ماشین‌های ابزار و موتورهای کششی نظیر قطارها.

در فصل دوم و سوم درمورد کنترل موتورهای DC با یکسوکننده‌های قابل کنترل با برشگرها توضیح داده شده است و در فصل چهارم کنترل حلقه بسته محرکهای DC مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

موتورهای القایی بخصوص موتورهای قفس سنجابی مزایایی نسبت به موتورهای dc دارند که در مورد این موتورها در فصل پنجم بحث شده است.

کنترل موتورهای القایی با کنترل کننده‌های ولتاژ AC و محرکه‌های موتور القایی کنترل شده با فرکانس در فصلهای ششم و هفتم به آنها پرداخته‌ایم.

در فصل آخر نیز محرکه‌های موتور القایی رتور سیم‌بندی شده با کنترل قدرت لغزش بحث شده است.