پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی

word
127
2 MB
30891
مشخص نشده
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۶,۵۱۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی

    پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد(. M.Sc) 

    رشته مهندسی برق-قدرت

    چکیده

    در این پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگرهای الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روشهای کنترل خطی مورد بررسی قرار گرفته­است. هدف اصلی تحقیق و توسعه در این زمینه، همواره یافتن مناسب­ترین روش کنترل به منظور پیاده­سازی کنترل حلقه بسته بر روی توپولوژی­های مختلف برشگر های الکترونیک قدرت می­باشد. به عبارت دیگر، هدف از انتخاب یک روش کنترلی، بهبود بازده مبدل، کاهش­ تاثیراغتشاشات (خط وتغییرات بار)، کاستن از تاثیرات تداخل الکترومغناطیسی و نیز تاثیرپذیری کمتر از تغییرات المانهای  مبدل می­باشد. در این پایان نامه، مطالعه روش­های مختلف کنترلی پیاده­شده بر روی منابع تغذیه سوئیچینگ­ مانند کنترل خطی و مد لغزشی آورده شده است. مزایا و نقاط ضعف هر روش کنترلی نیز داده شده است. در این راستا، روش­های کنترلی خطی و مد لغزشی  انتخاب شده و پاسخ آن­ها بر روی مبدل­های DC بهDC کاهنده مورد آزمایش قرار گرفته­اند. نرم­افزار Matlab به منظور شبیه سازی روش کنترل خطی و نیز روش مد لغزشی دربرشگر های الکترونیک قدرت مورد استفاده قرار گرفته است. در انتها، مقایسه تاثیرات کنترل خطی و مد لغزشی بر روی پاسخ حالت ماندگار مبدل باک تحت نوسانات خطی، نوسانات بار و تغییرات قطعات مختلف انجام شده است.  در این پایان­نامه نشان داده شده است که، در مقایسه با کنترل خطی، روش مد لغزشی پاسخ حالت ماندگار بهتر، پاسخ دینامیکی بهتر و مقاومت بیشتر در مقابل اغتشاشات احتمالی سیستم را فراهم می­کند.

    کلمات کلیدی: مبدل قدرت  DCبهDC، سیستم ساختار متغیر،کنترل مد لغزشی، صفحه لغزشی، پاسخ دینامیکی و حالت ماندگار

    مقدمه

    منابع تغذیه سوئیچینگ (SMPS[1] ها) به منظور تبدیل انرژی الکتریکی از یک نوع به نوع دیگر مورد نیاز هستند. SMPS ها به طور گسترده­ای در مبدل­های  DC بهDC، جایی که منبع  ورودی ولتاژ است (به عنوان مثال در ولتاژ خطی یکسوشده، ولتاژ خروجی یک مدار تصحیح ضریب توان (PFC[2])، یک باتری و یا ولتاژ یک سلول سوختی) مورد استفاده قرار می­گیرد.

    در برخی از مبدل­های قدرت، مبدل­های  DCبهDC  در فرکانس­های سوئیچینگ نسبتاً بالایی عمل می­کنند و این خاصیت آن­ها را قادر به استفاده از قطعات القایی کوچک می­کندکه باعث بهبود رفتار دینامیکی و نیز کاهش سایز مبدل می­گردد.

    برخلاف مزایی که در بالا برای SMPS ها ذکر گردید، پارامترهایی وجود دارند که چندان مطلوب نیستند و تاثیر زیادی بر رفتار مبدل­ها دارندکه عمدتاً عبارت­اند از:

    قطعات غیرخطی در ساختار مبدل؛

    نوسانات خط و بار

    تداخل الکترومغناطیسی ([3]EMI).

    مبدل  DC بهDC قطعات غیرخطی دارد (دیود، ترانزیستور، ) عاملی  که غیرخطی بودن را تغییر می­دهدیکی اغتشاش مبدل و دیگری تغییر در زمان است. تاثیرات این تغییرات درپارامترهای مبدل در [6] داده شده است.

    برای طراحی مبدل  DCبهDC ، ولتاژ نامی ورودی و مقادیر بار پیش­بینی می­گردد. در عمل این مقادیر نامی ممکن است کمی انحراف داشته باشند. برای مثال، 20% تغییر (نوسان) خط مورد انتظار می­باشد و یا بار نامی ممکن است به سمت بی­باری و یا بار کامل منحرف گردد. این موارد در [1] ،  [2] ، [3] ، [4] و [6] مورد مطالعه قرار گرفته است.

    هدف ازمطا لعه ی تداخل الکترومغناطیسی (EMI) مطمئن شدن از این است که سیستم الکترونیکی می­تواند دریک محیط الکترومغناطیسی،  بدون پاسخ به نویز الکتریکی یا تداخل الکتریکی ناخواسته تولید شده، عمل کند. برای مثال در منبع تغذیه  DCبهDC ، EMI بر روی قطعات مبدل تاثیر می­گذارد. تاثیرات EMI بر مبدل  DCبه DC  در مرجع [7] مورد مطالعه قرار گرفته است. 

    موارد فوق ممکن است باعث شود تا مبدل از شرایط عملکرد مطلوب دچار انحراف گردد. اگر انحراف پارامترها افزایش یابد، ممکن است که مبدل اساسا در حالت ماندگار عمل نکند(ناپایدار شود). تعدادی از روش­های کنترلی به منظور کنترل SMPS ها مورد استفاده قرار گرفته­اند و مشکل ذکر­شده را حل کرده­اند. از آنجاییکه یک روش کنترلی خاص، در مقایسه با سایر روش­ها ممکن است مناسب­ترین روش( تحت شرایط خاصی) ­باشد، بنابراین هر روش کنترلی مزایا و نقاط ضعف خود را دارد. معمولاً ، دست یافتن به یک روش کنترلی مطلوب است که بهترین عملکرد را تحت شرایط خاصی دارد.

    1-2-اهداف تحقیق

    این پایان­نامه دلایلی را که منجر به انتخاب یک روش کنترلی خاص، یعنی روش کنترل مد لغزشی ([4]SMC) در مقایسه با سایر روش­های کنترلی، را تحت تاثیر قرار می­دهد، معرفی کرده است. تجزیه و تحلیل دقیق SMC پیاده­سازی­شده بر روی توپولوژی­های مبدل  DCبهDC  صورت گرفته است.

    به منظور ثبت کردن مزیت­های SMC، یک روش کنترلی دیگر انتخاب شده است. پاسخ مبدل در حالت ماندگار و ناحیه­های دینامیکی که بوسیله دو روش کنترلی مختلف کنترل می­شد (PID[5] و SMC) مورد مقایسه قرار گرفته است.

    کار تحقیقاتی صورت گرفته در توالی منطقی زیر صورت پذیرفته است:

    مطالعه توپولوژی­های مبدل  DCبه DC؛

    مطالعه روش­های کنترلی جهت کنترل مبدل­های  DCبهDC؛

    انتخاب مبدل­های  DCبهDC  به عنوان توپولوژی­های مبدل که آزمایش­ها بر روی آن­ها انجام شده است؛

    انتخاب کنترل PID مرسوم به عنوان یک روش کنترلی؛

    انتخاب  SMC به عنوان دومین روش کنترلی؛

    مطالعه رفتار مبدل­های  DCبهDC  در حالت ماندگار و تحت شرایط دینامیکی هنگامی که دو روش کنترلی پیاده­سازی می­گردد

    مقایسه نتایج و تعییم مناسب­ترین روش کنترلی.

    ذکر این نکته قابل توجه است که تاثیر SMC بر رفتار مبدل در حالت ماندگار و تحت شرایط دینامیکی بهتر از روش کنترل PID می­باشد.

    روند کار تحقیقاتی صورت گرفته به صورت زیر توصیف می­گردد:

    در فصل دوم منبع تغذیه خطی بررسی شده و مزیت­ها و نقاط ضعف آن مورد بحث قرار گرفته است.   در بخش بعدی، SMPS ها به طور جزئی مورد مطالعه قرار گرفته و مزیت­ها و نقاط ضعف آن­ها نسبت به رگولاتورهای خطی نشان داده شده است. طبقه­بندی  SMPS ها در مبدل­های  DCبه DC ایزوله ­شده و ایزوله ­نشده داده شده است. مبدل رزونانسی  DCبهDC  مورد مطالعه قرار گرفته و مزیت­های آن بر روی مبدل­های  DCبهDC با سوئیچینگ سخت نشان داده شده­اند.

     مبدل­های  DCبه DC هم در مد هدایتی پیوسته (CCM) و هم در مد هدایتی ناپیوسته (DCM) عمل می­کنند. تحلیل­ها برای انتخاب مقدار اولیه القاگر برای سه مبدل  DCبهDC اساسی (کاهنده، افزاینده وکاهنده-افزاینده) که مبدل را ملزم به عملکرد هم در حالت CCM و هم در حالت DCM می­کند داده شده است. یک جدول  برای انتخاب مقدار بحرانی القاگر داده شده است. در پایان این فصل، یک طبقه­بندی از منابع تغذیه  DCبهDC آشنا نشان داده شده است.

    در فصل سوم یک روش کنترلی استفاده شده در مبدل­های  DCبهDC  شامل کنترل PID، کنترل هیسترزیس، کنترل تطبیق­پذیر، کنترل برنامه­ریزی جریان، کنترل ساختار متغیر ([6]VSCS) و کنترل مد لغزنده (SMC) مورد مطالعه قرار گرفته و هر حالت به صورت جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. تحلیل کنترلی هر یک از روش­های کنترلی داده شده و مزایا و نقاط ضعف هر کدام نشان داده شده است. دلایل انتخاب SMC به عنوان روش کنترلی اصلی برای SMPS ها در کار تحقیقاتی داده شده­اند. اصول اساسی SMC بوسیله معادلات ریاضی نشان داده شده است.

    فصل چهارم به صورت جزئی SMC را توضیح می­دهد و به صورت خلاصه تاریخچه آن را مرور می­کند. قسمت مقدماتی فصل دلایل را معرفی می­کند. Utkin که یکی از نخستین دانشمندانی است که با موضوع سروکار داشته است]1[، به طور خلاصه مهمترین تحقیقات خود را در این زمینه معرفی می­کند. در بخش بعدی، مروری بر تئوری SMC مخصوصاً شرایط وجود، شرایط حصول، توصیف سیستم در مد لغزشی و ارتعاشات کاترینگ[7] داده شده است. این معادلات ریاضی برای اثبات تحلیل مورد استفاده قرار می­گیرند. تحقیقات و کاربردهای SMC در سیستم­های الکتریکی و مکانیکی در یک دیاگرام نشان داده شده است.

    در بخش بعدی فصل چهارم، SMC بر روی مبدل کاهنده پیاده­سازی شده و تئوری­های SMC ذکرشده در بالا اثبات گردیده است. نتایج بدست آمده با استفاده از نتایج شبیه­سازی مورد تایید قرار گرفته است.سرانجام تحقیقات و کاربردهای SMC برای مبدل­های DCبهDC به صورت جزئی­تر داده شده­اند.

    در فصل پنجم، نتایج بدست آمده از کار تحقیقاتی داده شده و آثار چاپ شده توضیح داده شده­اند. سرانجام، قسمت­های اصلی این پایان­نامه خلاصه شده و پیشنهادات برای ادامه کار تحقیقاتی داده شده است

    1-3 پیشینه ی تحقیق

    1-3-1-مقدمه

    در فرمول بندی مسائل کنترلی، به طور معمولی اختلافاتی بین عملکرد واقعی ماشین و مدل ریاضی توسعه یافته برای طراحی کنترل کننده وجود دارد. این عدم انطباق می تواند  به علت تغییرات پارامترهای سیستم و یا تقریب رفتار پیچیده ماشین با یک مدل ساده باشد.

    باید دقت شود که کنترل کننده حاصله با وجود عدم انطباق در مدل ریاضی و ماشین، در عمل باید توانایی ایجاد سطوح عملکرد مورد نیاز را تضمین کند. این مساله انگیزه تحقیق در زمینه توسعه روشهای کنترلی مقاوم برای حل این مشکل را ایجاد می کند. روش کنترل مدلغزنده یک رویکرد ویژه را برای طراحی کنترل کننده مقاوم ارائه دهد.

    روش کنترل مد لغزنده نوع خاصی از روش VSCS می باشد. این روش به صورت مجموعه ای از قوانین کنترل بازخوردی و یک قاعده انتخاب می باشد. قاعده انتخاب در ورودی خود اندازه گیری از رفتار سیستم فعلی را دارد و خروجی آن یک کنترل کننده بازخوردی خاص می باشد که در آن لحظه باید مورد استفاده قرار گیرد. یک VSS به صورت ترکیبی از چند زیرسیستم در نظر گرفته می شود. هر زیر سیستم دارای یک ساختار کنترلی معین می باشد که برای ناحیه ی مشخصی از رفتار سیستم معتبر می باشد. با واردکردن پیچیدگی های بیشتر به سیستم می توان از ویژگی های سودمند هر یک از ساختارهای مرکب از سیستم بهره مند شد.

    علاوه بر این سیستم را می توان طوری طراحی کرد که دارای ویژگی های جدیدی باشد که در هیچ کدان از ساختارهای مرکب به تنهایی وجود ندارد.

    استفاده کلی از رشد و توسعه مد لغزشی در اواخر دهه 1950 در شوری سابق شروع شد. روش VSCS تکامل یافته کارهای آغازین انجام شده توسط ایمل یانوف و بارباشین در اوایل دهه 1960 میلادی در کشور روسیه می باشدو این ایده تا اواسط دهه 1970 در خارج از روسیه پدیدار نشد تا اینکه کتاب آقای آیتکی و مقاله مروری آقای آتکین به زبان انگلیسی منتشر شد]1[ .

    در روش کنترل مد لغزشی، ابتدا VSCS به منظور درایو کردن طراحی می گردد، سپس حالت سیستم طوری محدود می گردد که در همسایگی عملکرد کلیدزنی قرار گیرد. این روش دارای دو مزیت می باشد:

     رفتار دینامیکی سیستم می تواند با انتخاب مقادیر مرجع شخصی برای عمل کلیدزنی پایدار بماند.

    پاسخ حلقه بسته به صورت کلی به یک دسته خاص از عدم قطعیت ها، غیرحساس می شود.

    ویژگی تغییرناپذیری که اخیراً ذکر شد، این روش را یک کاندیدای مناسب برای کنترل مقاوم تبدیل می کند. از طرفی دیگر SMC در تعیین عملکرد سیستم به صورت مستقیم آن را به یک روش جذاب از نقطه نظر طراحی تبدیل می کند.

    پروفسور آتکین یکی از بنیانگذاران مفهوم VSS,SMC می باشد. او  نویسنده پنج کتاب و بیش از 280 مقاله تخصصی می باشد. علایق تحقیقاتی فعلی او کنترل ماشین های بعد- نامحدود شامل بازوهای منعطف، کنترل مد لغزش در سیستم های زمان- گسسته و پیاده سازی میکروپروسسوری SMC، کنترل درایوهای الکتریکی و آلترناتورها، روباتیک و سیستم های کنترل خودرو می باشد. برخی از تحقیقات مورد علاقه ایشان به صورت زیر می باشد.

    یک روش کنترلی جدید بر اساس مد لغزشی زمان- گسسته ارائه شده است، ابتدا حالت ایده آل که در آن پارامترها شناخته شده هستند تجزیه و تحلیل شده اند و یک تعریف جدید از کنترل معادل حاصل شده است. بدین صورت که در مدت زمان محدود، فاصله حالت سیستم از مانیفولد لغزش برحسب بازه نمونه برداری به صفر کاهش می یابد. سپس، با فرض محدود بودن نامعین های پارامتریک، یک طرح کنترل تطبیق پذیر که برقراری شروط مجانبی مربوط به هدف کنترلی یکسان را ضمانت می کند، طراحی شده است و با استراتژی کنترل ساختار متغیر ارتباط داده شده است. ]2[  

    روشهای طراحی بر مبنای مدلغزشی برای کنترل باروها روبات های قابل حمل عمل کننده در یک محیط دارای موانع، مجموعه چرخ قطار و شفت انعطاف پذیر توسعه داده شده است. ایده اصلی طراحی بر روی استفاده از یک بردار فرعی حالت به عنوان یک کنترل واسطه استوار شده است. ]3 [

    یک روش مبتنی بر مدل برای مساله مانیتورینگ سیستم انتقال قدرت اتومبیل در مرجع] 4[ ارائه شده است. مدل گسسته حوزه زاویه- میل لنگ بدست آمده است. یک روند برای طراحی رویت گر مد لغزشی گسسته برای تخمین ورودی و حالت ارائه شده است و در مساله تخمین انتقال قدرت استفاده شده است. رویت گر لغزش در معادله توازن طرح تولید  باقی مانده غیرخطی برای تشخیص خطا و ایزولاسیون مورد استفاده قرار گرفته شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که رویت گرهای طراحی شده ما دقت خوبی حالات انتقال قدرت را با دقت خوبی تخمین می زند و طرح مانیتورینگ در ایزوله کردن هر دو خطای محرک و حسگر به طور موثر عمل کرده است.

    در] 4[ یک راهنمای SMC برای مهندسین کنترل ارائه شده است. این راهنما یک برآورد دقیق از پدیده اختلالات خودبرانگیخته ارائه می دهد و روشهای طراحی پیاده سازی SMC نیز فهرست شده است.

    همچنین درمرجع  ] 5[، ایده SMC بدون سنسور شار و سرعت را که توسط نویسندگان دیگر در کارهای پیشین مطرح شده بود را توسعه داده است. یک رویتگر کنترل کننده مد لغزشی در این مقاله پیشنهاد شده است. همگرایی رویتگر غیرخطی متغیر بارمان به همراه پایداری مجانبی کنترل کننده تحلیل شده است. پیاده سازی PWM با استفاده از مفهوم مد لغزشی بحث شده است. توجه اصلی روی کنترل گشتاور می باشد. روش توسعه یافته به منظور کنترل سرعت استفاده شده است.

    شبیه سازی کامپیوتری و آزمایش ها به منظور محک زدن الگوریتم های کنترلی و تخمینی انجام شده است. نتایج آزمایشگاهی کارایی بالای روش کنترلی و تخمینی را نشان می دهد.

    یک روش جدید کنترل حلقه بسته برای تخمین سرعت موتور القایی زمانی رتور از روی جریان و ولتاژهای ترمینال اندازه گیری شده به منظور کنترل بدون حسگر سرعت و گشتاور ارائه شده است. بدین منطور، یک تخمین گر حالت که اطلاعات مربوط به شار ماشین را حذف می کند، تعیین شده است و یک تابع لیاپانوف به منظور تعیین سرعت و مقاومت رتور حاصل شده است و روش پیشنهادی به صورت آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. ]6[

    در کنترل ماشین های الکتریکی، در عمل اندازه گیری همه ی متغیرهای لازم برای پیاده سازی کنترل امکان پذیر نمی باشد. روشهایی که از یک رویتگر به منظور بدست آوردن متغیرهای لازم در قوانین کنترلی استفاده می کنند. همیشه مورد توجه محققین بوده است. این روشها با استفاده از معادلات مدل ماشین مقادیر سرعت رتور و یا مقدار شار را با استفاده مقادیر ولتاژ و جریان اندازه گیری شده تخمین می زند]7.[  

    از میان روشهای مختلف رویتگری، رویتگر مد لغزشی یک روش  امیدبخش می باشد. این مقاله به بررسی و مرور اجمالی تحقیقات اصلی صورت  گرفته در مورد طراحی رویتگر مد لغزشی برای ماشین های الکتریکی می پردازد. هر دو  ماشین القایی و ماشین سنکرون مغناطیس – دائم در این مقاله بحث شده اند. این مقاله به بررسی جنبه های مختلف کار از تخمین شار و تخمین پارامترهای ماشین گرفته تا مشکلات مربوط به کنترل بدون- حکر را شامل می شود.

    یک کنترل کننده پایدارسازی مدلغزشی برای ژنراتورهای القایی بر اساس مدل کامل ماشین طراحی شده است. در این مقاله از روش کنترل بلوکه کننده به منظور بدست آوردن یک سطح لغزش غیرخطی که در آن دینامیک های مکانیکی خطی سازی شود استفاده شده است. روش ترکیبی قادر به جبران غیرخطی بودن های ذاتی ژنراتور و همچنین مقاله با اختلالات خارجی سطح بالا می باشد. یک رویتگر غیرخطی به منظور تخمین شار رتور و گشتاور مکانیکی طراحی شده است ]8[.

    1-3-2-تحقیقات انجام شده و کاربردهای کنترل مد لغزشی در سیستم های الکتریکی :

    در حالیکه حوزه کاربردهای SMC در حال افزایش است، محققان در حال کارکردن به روی اثبات کارایی SMC در سیستم های الکتریکی و مکانیکی می باشند. اخیراً تحقیقات زیادی بر روی پیاده سازی SMC در سیستم های الکتریکی و مکانیکی انجام شده است. برخی از حوزه های اصلی تحقیقات بر روی این موضوع در شکل 1-4 نشان داده شده است.

     

    1-Switched mode power supplies

    2-Correctionpower factor

    3-electro-magnetic interferences

    1-sliding mode control

    Proportional Integral Derivative 1-

    1-Variable structure control system

    Chattering    -2

    Robust Control of the Power Electronics Choppers

    Compared with Linear Regulators

    Abstract

    In this thesis, control applications of smc switching power supplies has been widely studied. The main objective of research and development in this field is always finding the most appropriate control method to implement closed-loop control on the various electronic power choppers topologies. In other words, the purpose of selecting a control method is improving the efficiency of the converter, reducing the impact of disturbances (linear & load changes), to reduce the effects of electromagnetic interference and also less influence from converter elements changing. In this thesis, the study of different control method implementation on switching power supplies, such as linear and sliding mode control is presented. The advantages and disadvantages of each control method is given. In this context, linear and sliding mode control methods are selected and their responses on lowering DC to DC converters have been tested. Matlab software has been used to simulate linear control methods and sliding mode methods in electronic power choppers, we can also utilize operational amplifiers (Op - Amp) in practical implementation of controllers in reducing electronic power choppers. Finally, the effects of linear and sliding mode control on the response of steady-state of buck converter under linear swing, load swing and changing of various parts is compared. This thesis has shown that, compared with linear control, sliding mode method provides better steady-state response, better dynamic response, less electromagnetic interference and more resistance against a possible system disturbances.

    Keywords: DC to DC power converters, Variable structure systems, sliding mode control, the sliding plate, the dynamic and steady state responses

  • فهرست و منابع پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی

    فهرست:

    فهرست مطالب

    عنوان                                                                                                      صفحه

    چکیده 1

     

    فصل اول کلیات تحقیق  2

    1-1-مقدمه 3

    1-2-اهداف تحقیق  4

    1-3 پیشینه ی تحقیق  7

    1-3-1-مقدمه 7

    1-3-2-تحقیقات انجام شده و کاربردهای کنترل مد لغزشی در سیستم های الکتریکی و مکانیکی: 11

    1-3-3- بررسی تئوری کنترل مدلغزشی: 12

    1-3-4-شرط وجود: 13

    1-3-5- شرط وصول: 14

    1-3-6- توصیف سیستم در مد لغزشی: 15

    1-3-7- اغتشاشات کاترینگ: 16

    1-3-8 تحقیقات انجام شده در مورد کنترل مد لغزشی و کاربردهای آن در مبدل‌های    DC به DC   17

     

    فصل دوم منابع تغذیه DC به DC   22

    2-1-مقدمه 23

    2-2- منبع تغذیه خطی  24

    2-3 منبع تغذیه سوئیچینگ   26

    2-4- توپولوژیهای منبع تغذیه سوئیچینگ   29

    2-4-1- توپولوژیهای غیرایزوله 29

    2-4-2-توپولوژیهای ایزوله 30

    2-4-3- توپولوژیهای چندسوئیچه 31

    2-5. مبدلهای  DCبهDC  رزونانسی  33

    2-5-1. توپولوژی های مبدل رزونانسی  DCبهDC   34

    2-7 طبقه بندی و کاربردهای توپولوژی سوئیچینگ   40

     

    فصل سوم روش‌های کنترلی  44

    3-1 مقدمه 45

    3-2 پایداری خطی و غیرخطی سیستم‌های کنترلی  46

    3-3-روش‌های کنترلی  49

    3-4- کنترل PID   51

    3-5-کنترل هیسترزیس    56

    3-6- کنترل تطبیقی  60

    3-6-1-روش کنترل تطبیقی مدل مرجع  61

    3-6-2-کنترلر خود تنظیم‌گر  62

    3-7- کنترل با برنامه‌ریزی جریان  64

    3-8- سیستم کنترلی ساختار متغییر (VSCS) 68

    3-9کنترل مد لغزشی (SMC) 70

    3-9-1- اساس کنترل مد لغزشی  71

    3-10- خلاصه 74

     

    فصل چهارم  کنترل مد لغزشی  76

    4-1- کنترل مد لغزشی برای مبدل های  DCبه DC   77

    4 1 1 توصیف طرح فاز SMC برای مبدل  DCبهDC  کاهنده 78

    4 1 2 شرط وجود SMC برای مبدل  DCبهDC  کاهنده 82

    4 2- خلاصه 86

     

    فصل پنجم نتیجه گیری و کارهای آینده 87

    5-1 نتیجه گیری  88

    5-2 پیشنهاداتی برای ادامه ی کار تحقیقاتی  89

    پیوست‌ها 90

    پیوست الف (معادلات ریاضی) 91

    پیوست ب (مدلهای شبیهسازی و کدهای نرمافزار MATLAB) 106

     منابع  113

    منبع:

    مراجع و منابع

     

    [1]. Utkin, V., Guldner, J., Shi, J.1999 a. Sliding Mode Control in Electro- mechanical Systems, ISBN0-7484-0116-4(cased). 0-265 pages, Taylor & Francis 1999.

    [2].  Utkin, V., Bartolini, G., Ferrara, A. 1992. Design of discrete-time adaptive sliding mode control. Proceedings of the 31st IEEE Conference on Decision and Control, 1992, 16-18 Dec.1992, pp: 2387 - 2391 vol.2.

    [3]. Utkin, V. 1994. Sliding mode control in mechanical systems. Proceeding of 20th International

    Conference on Industrial Electronics, Control, and Instrumentation, IECON 94, Volume: 3, 5-9 Sept. 1994, pp: 1429 - 1431 Vol.3.

    [4].  Utkin, V., Krishnaswami, V., Siviero, C., Carbognani, F., Rizzoni, G., 1996. Application of sliding mode observers to automobile power-train diagnostics. Proceedings of the 1996 IEEE International Conference on Control Applications, 1996, 15-18 Sept. 1996 pp: 355 – 360.

    [5]. Utkin, V. Zhang, Y., Changxi, J. 2000. Sensorless sliding-mode control of induction motors. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume: 47, Issue: 6, Dec. 2000 pp: 1286 –1297.

    [6]. Utkin, V. Derdiyok, A., Zhang, Y., Guven, M. 2001. A sliding mode speed and rotor time constant observer for induction machines. Proceeding of the 27th IEEE Annual Conference on Industrial Electronics Society, 2001. IECON 01. Volume: 2, 29 Nov.-2 Dec. 2001 pp:1400 - 1405 vol.2.

    [7].  Utkin,  V.,  Zhang,  Y.  2002.  Sliding  mode  observers  for  electric  machines-an  overview. IECON 02 [Proceeding of 28th IEEE 2002 Annual Conference of the Industrial Electronics Society], Volume: 3, 5-8 Nov. 2002, pp: 1842 - 1847 Vol.3.

    [8].  Utkin, V., Loukianov, A., Canedo, J., Cabrera-Vazquez, J. 2004. Discontinuous Controller for Power Systems: Sliding-Mode Block Control Approach. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume: 51, Issue: 2, April 2004 pp: 340 – 353.

    [9].   Bondarev, A., Kostileva, N., Utkin, V. 1985. Sliding modes in systems with asymptotic state observer. Journal of Automation and Remote Control,1985.

    [10].   Malesani, L., Rossetto, L., Spiazzi, G., Tenti, P. 1992. Performance optimization of Cuk converters by sliding-mode control. Conference Proceedings on Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Seventh Annual, 23-27 Feb. 1992 pp: 395 – 402.

    [11].   Soumitro, B., George, C., Verghese. 2001. Nonlinear phenomena in power electronics’’, ISBN 0-7803-5383-8. TK 7881.15B36 2001.

    [12]. Im, S., Kwon, W., Cho, G. 1994. Sliding mode control of a zero-current switching resonant converter. IEEE Electronics Letters, Volume: 30, Issue: 5, 3 March 1994 pp: 381 – 382

    [13].  Rossetto, L., Spiazzi, G., Tenti, P., Fabiano, B., Licitra, C. 1994. Fast-response high-quality rectifier with sliding mode control. IEEE Transactions on Power Electronics, Volume: 9, Issue: 2, March 1994 pp: 146 – 152.

    [14].   Sira-Ramirez, H.; Rios-Bolivar, M. 1994 b. Sliding mode control of DC-to-DC power converters via extended linearization. IEEE Transactions Circuits and Systems, Fundamental Theory and Applications, Volume: 41, Issue: 10, Oct. 1994 pp: 652 – 661.

    [15]. Castilla, M., Garcia de Vicuna, L., Lopez, M., Lopez, O., Matas, J. 2000. Dynamic response optimization of quantum series-parallel resonant converters using sliding mode control. Proceeding of the IEEE 31st Annual Power Electronics Specialists Conference, (PESC 00), Volume: 2, 18-23 June 2000, pp: 702 - 707 vol.2.

    [16].    Orosco, R., Vazquez, N. 2000. Discrete sliding mode control for DC/DC converters. Proceeding of the VII IEEE International Power Electronics Congress, (CIEP 2000), 15-19Oct. 2000, pp: 231 – 236

    [17].   Alarcon, E., Romero, A., Poveda, A., Porta, S., Martinez-Salamero, L. 2001. Sliding-mode control analog integrated circuit for switching DC-DC power converters. Proceeding of the IEEE International Symposium on Circuits and Systems, (ISCAS 2001). , Volume: 1, 6-9May 2001 pp: 500 - 503 vol. 1.

    [18].   Cortes, D., Alvarez, J. 2002. Robust sliding mode control for the boost converter. Proceedings of VIII IEEE International Power Electronics Congress, (CIEP 2002), 20-24 Oct. 2002 pp:208 – 212

    [19].   Fossas,  E.,  Ras,  A.  2002.  Second-order  sliding-mode  control  of  a  Buck  converter. Proceedings of the 41st IEEE Conference on Decision and Control, Volume: 1, 10-13 Dec.2002 pp: 346 - 347 Vol.1.

    [20].   Morel, C. 2002. Sliding mode control via current mode control in DC-DC converters. Proceeding of IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, Volume: 5,6-9 Oct. 2002 pp: 6 pp. vol.5.

    [21].   Lopez, M., de Vacuna, L., Castilla, M., Gaya, P., Lopez, O. 2004. Current Distribution Control Design for Paralleled DC/DC Converters Using Sliding-Mode Control. Proceeding of IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume: 51, Issue: 2, April 2004 pp: 419 –428.

    [22].   Haver, R. 1974. A new approach to switching regulators. Motorola Application Note AN-719, May 1974

    [23].  Pressman, A. 1977. Switching and linear power supply, power converter design. HaydenBook Co., Ltd., New York, 1977

    [24]. Cuk, S., Middlebrook, R. 1977. A New optimum topology switching DC/DC converter. IEEE Power Electronics Specialists Conference (PESC), 1977 Record, pp 160-179.

    [25]. M. Ahmed, M. Kuisma, K. Tolsa, P. Silventoinen. Standard Procedure for Modelling the  Basic  Three  Converters  (Buck,  Boost,  and  Buck-boost)  With  PID  Algorithm Applied. Proceedings of XIII-th International Symposium on Electrical Apparatus and Technologies, SIELA 2003, 29-30 May, 2003. Plovdive, Bulgaria.

    [26].    M.  Ahmed,  M.  Kuisma,  P.  Silventoinen.  Implementing  Simple  Procedure  for Controlling Switch Mode Power Supply Using Sliding Mode Control as a Control Technique. Proceedings of XIII-th International Symposium on Electrical Apparatus and Technologies, SIELA 2003, 29-30 May, 2003. Plovdive, Bulgaria.

    [27].    M.  Ahmed,  M.  Kuisma,  K.  Tolsa,  P.  Silventoinen.  Implementing  Sliding  Mode Control for Buck Converter. Proceedings of the Power Electronic Specialist Conference, PESC2003, Acapulco, Mexico, June 2003. Provisionally accepted for publication in IEEE Transactions on Power Electronics.

    [28].    M. Ahmed, M.Kuisma, P. Silventoinen, O. Pyrhonen. Effect of Implementing Sliding Mode Control on the Dynamic Behaviour and Robustness of Switch Mode Power Supply (Buck Converter). Proceedings of the International Conference on Power Electronics and Drive systems (PEDS2003). 17-20 November 2003, Singapore. Provisionally accepted for publication in IEEE Transactions on Power Electronics.

    [29].     M. Ahmed, M. Kuisma, O. Pyrhonen, P. Silventoinen. Sliding Mode Control for Buck-Boost Converter Using Control Desk dSPACE. Proceedings of the International Conference on Power Electronics and Drive systems (PEDS2003). 17- 20  November  2003,  Singapore.  Provisionally  accepted  for  publication  in  IEEE Transactions on Power Electronics.

    [30].    M.  Ahmed,  M.  Kuisma,  P.  Silventoinen.  Comparison  between  PID  Control  and Sliding Mode Control for Buck Converter. Proceedings of the Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion. SPEEDAM 2004. CAPRI – ITALY, 16-18 June, 2004.

    [31].    M. Kuisma, M. Ahmed, P. Silventoinen. Comparison of Conducted RF-Emissions between PID and Sliding Mode Controlled DC-DC Converter. Proceedings of the EuropeanConference    on    Power    Electronics    and    Applications    EPE03,  eptember2003. Toulouse, France.

    [32].    M. Ahmed, M. Kuisma, P. Silventoinen. Sliding Mode Control for Half-Wave Zero Current Switching Quasi-Resonant Buck Converter. Proceedings of Nordic Workshop on Power Industrial Electronics, NORPIE/2004, Trondheim, Norway. June 2004.

    [33].    M. Ahmed, M. Kuisma, P. Silventoinen, J. Nerg, On the Design of Half-wave zero current  switching  DC/DC  Buck  converter.  Submitted  to  the  Power  Electronic Specialist  Conference  (PESC  2005).  Waiting  for  notification  of  acceptance  by February 2005.

    [34]. Boudreaux, R., Nelms, R., Hung, J. 1997. Simulation and modeling of a DC-DC converter controlled by an 8-bit microcontroller. Proceedings of the IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition. APEC 97, Twelfth Annual, Volume: 2, 23-27 Feb. 1997, pp: 963

    [35].   Forsyth,  A.,  Mollov,  S.  1998.  Modelling  and  control  of  DC-DC  converters.  Power Engineering Journal , Volume: 12 ,issue: 5 ,Oct. 1998 pp: 229 – 236

    [36].   Charaabi, L., Monmasson, E., Slama-Belkhodja, I. 2002. Presentation of an efficient design methodology for FPGA implementation of control systems. Application to the design of an anti-windup PI controller. IEEE proceedings on 28th Annual Conference of the Industrial Electronics Society, IECON 02, Volume: 3, 5-8 Nov. 2002 pp: 1942 - 1947 vol.3.

    [37]. Adell, P., Schrimpf, R., Holman, W., Boch, J., Stacey, J., Ribero, P., Sternberg, A. 2003. Total-dose and single-event effects in DC/DC converter control circuitry. IEEE Transactions on Nuclear Science, Volume: 50 ,Issue: 6 ,Dec. 2003, pp: 1867 – 1872.

    [38].    Lee, D., Noh, H., Hyun, D., Choy, I. 2003. Sensorless control scheme using simple duty feedback technique in DC/DC converters. IEE Proceedings on Electric Power Applications, Volume: 150, Issue: 6, 7 Nov. 2003, pp: 695 – 702.

    [39].     Peng, L., Lehman, B. 2004. A design method for paralleling current mode controlled DC-D converters. IEEE Transactions on Power Electronics, Volume: 19, Issue: 3, May 2004, pp:748-756

    [40].     Erickson, R. 1997. Fundamental of Power Electronics. Kluwer Academic Publishers. ISBN0-412-08541-0. 773 pages.

    [41].     Prodic, A., Maksimovic, D. 2002. Design of a digital PID regulator based on look-up tables for control of high-frequency DC-DC converters. Proceedings Workshop on IEEE Computers in Power Electronics, 3-4 June 2002, pp: 18 – 22.

    [42].     Philip, T. 1998. Elements of Power Electronics. Oxford University press. ISBN 0-19-511701-8. 0-766 pages.

    [43]. Mascarenhas, P.1992. Hysteresis control of a continuous boost regulator. IEE Colloquium onStatic Power Conversion, ,11 Nov 1992, p:7/1 - 7/4.

    [44].    Leung, K., Chung, H.., Hui, R. 2003. Use of state trajectory prediction in hysteresis control for achieving fast transient response of the buck converter. Proceedings of International Symposium on Circuits and Systems,. ISCAS '03, Volume: 3, 25-28 May 2003 pp: III-439 - III-442 vol.3.

    [45].   Nicolas, B., Fadel, M., Cheron, Y. 1995. Sliding mode control with DC-DC converters with input filter based on Lyapunove-function approach. Proceeding of APEC Conf., 1995, pp.1.338-1.343.

    [46].     Jacobina, C., de Rossiter Correa, M., Pinheiro, R., da Silva, E., Lima, A., 2001. Modeling and control of unbalanced three-phase systems containing PWM converters. Proceedings of the IEEE Transactions on Industry Applications, Volume: 37, Issue: 6, Nov.-Dec. 2001 pp: 1807– 1816.

    [47].  Mattavelli, P., Rossetto, L., Spiazzi, G., Tenti, P. 1993. General-purpose sliding-mode controller for DC/DC converter applications. Proceeding of the IEEE Power Electronics Specialists Conference, (PESC 93) Records, 20-24 June 1993 pp: 609 – 615

     

    [48].   Spiazzi, G., Mattavelli, P., Rossetto, L. 1997. Small-signal analysis of DC-DC converters with sliding mode control. IEEE Transactions on Power Electronics, Volume: 12, Issue: 1, Jan. 1997 pp: 96 – 102.

    [49]. Ho, W., Pong, M. 1993. Power loss and efficiency analysis of quasi-resonant converters. Proceedings of the IEEE Industrial Electronics, Control, and Instrumentation conference. IECON 93, 15-19Nov.1993, pp 842 -847, vol.2.

    [50].  Chen, J., Ioinovici, A. 1995. “Switched-capacitor-based quasi-resonant converter operating at constant switching frequency’’. Proceedings of the International Telecommunications Energy Conference. INTELEC 95, 29 Oct.-1 Nov. 1995 pp: 315 –321.

    [51].   Bevrani, H., Mitani, Y. Tsuji, K. 2002. Robust control design for a ZCS converter. ECON 02, Proceedings of the IEEE Industrial Electronics Society conference, 28th Annual Conference, Volume: 1, 5- 8 Nov. 2002 pp: 609 - 614 Vol.1.

    [52]. Chakraborty,  C.,  Mukhopadhyay,  S.  2002.  A  novel  compound  type  resonant  rectifier topology. Proceedings of the First IEEE International Workshop on Electronic Design, Test and Applications, 29-31 Jan. 2002 pp: 428 – 430.

    [53].   Lopez, M., Garcia De Vicuna, J., Castilla, M., Lopez, O., Majo, J. 1998. Interleaving of parallel DC-DC converters using sliding mode control. Proceedings of the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, (IECON 98), Volume: 2, 31 Aug.-4Sept. 1998 pp: 1055 - 1059 vol.2

     



تحقیق در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, مقاله در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, پروپوزال در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, تز دکترا در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, پروژه درباره پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, گزارش سمینار در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی, رساله دکترا در مورد پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگر های الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس