Ключові слова
voltage controller
quality indicator
load current реверсивний DC-DC перетворювач
регулятор напруги
показники якості
струм навантаження
Як цитувати
Анотація
Розглянуто задачу синтезу та дослідження двоконтурних систем керування вихідною напругою реверсивних підвищувальних DC-DC перетворювачів. Модель таких перетворювачів є суттєво нелінійною і немінімально-фазовою, що не дає змоги за допомогою стандартних методів лінійної теорії керування досягти високих динамічних показників якості. Обґрунтовано новий метод синтезу та аналізу систем керування DC-DC перетворювачами, який базується на частковій лінеаризації зворотним зв’язком і подальшому використанні лінійних ПІ-регуляторів напруги і струму, завдяки чому формується результуюча структура системи керування у вигляді послідовного з’єднання двох лінійних асимптотичних стійких підсистем у контурі нелінійного зворотного зв’язку з білінійними властивостями. Лінеаризована система в околі траєкторій руху, які відповідають рівнянню балансу потужностей, набуває форми, що дає можливість використовувати теорію каскадних систем з розділенням у часі процесів у контурах регулювання. Для результуючої лінеаризованої структури запропоновано використовувати налаштування регуляторів з оптимізацією за «симетричним» оптимумом, що забезпечує не тільки стійкість, але й формування показників якості процесів, використовуючи для цього доступні для інженерів з керування методи. Бібл. 14, рис. 9.
Посилання
Kapat S., Krein P.T. A tutorial and review discussion of modulation, control and tuning of high-performance DC-DC converters based on small-signal and large-signal approaches. IEEE Open Journal of Power Electronics. 2020. Vol. 1. Pp. 339-371. DOI: https://doi.org/10.1109/OJPEL.2020.3018311.
Gorji S.A., Sahebi H.G., Ektesabi M., Rad A.B. Topologies and control schemes of bidirectional DC–DC power converters: An overview. IEEE Access. 2019. Vol. 7. Pp. 117997-118019. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2937239.
Forouzesh M., Siwakoti Y.P., Gorji S.A., Blaabjerg F., Lehman B. Step-up DC-DC converters: A comprehensive review of voltage-boosting techniques, topologies, and applications. IEEE Transactions on Power Electronics. 2017. Vol. 32. No 12. Pp. 9143-9178. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2017.2652318.
Vasca F., Iannelli L. (eds.) Dynamics and control of switched electronic systems: Advanced perspectives for mod-eling, simulation and control of power converters. London: Springer Science & Business Media, 2012. 494 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4471-2885-4.
Sira-Ramirez H.J., Ramón S.O. Control design techniques in power electronics devices. London: Springer Science & Business Media, 2006. 421 p. DOI: https://doi.org/10.1007/1-84628-459-7.
Sanders S.R., Noworolski J.M., Liu X.Z., Verghese G.C. Generalized averaging method for power conversion cir-cuits. IEEE Transactions on Power Electronics. 1991. Vol. 6. Pp. 251-259. DOI: https://doi.org/10.1109/63.76811.
Vazquez S., Rodriguez J., Rivera M., Franquelo L.G., Norambuena M. Model predictive control for power con-verters and drives: Advances and trends. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017. Vol. 64. Pp. 935-947. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2016.2625238.
Ortega R., Romero J.G., Borja P., Donaire A. PID passivity-based control of nonlinear systems with applications. John Wiley & Sons, 2021. 214 p. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119694199.
Mukherjee N., Strickland D. Control of cascaded DC–DC converter-based hybrid battery energy storage systems – part II: Lyapunov approach. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2016. Vol. 63. No 5. Pp. 3050-3059. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2015.2511159.
Peresada S., Kovbasa S., Pushnitsyn D., Zaichenko Y. Two nonlinear controllers for voltage source AC-DC con-verter. IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). Kyiv, Ukraine, 29 May ¬ 02 June 2017. Pp. 462-467. DOI: https://doi.org/10.1109/UKRCON.2017.8100532.
Kim H., Son Y.I. Regulation of a DC/DC boost converter under parametric uncertainty and input voltage variation using nested reduced-order PI observers. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017. Vol. 64. No 1. Pp. 552-562. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2016.2606586.
Pakdeeto J., Areerak K., Bozhko S., Areerak K. Stabilization of DC microgrid systems using the loop-cancellation technique. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics. 2021. Vol. 9. No 3. Pp. 2652-2663. DOI: https://doi.org/10.1109/JESTPE.2021.3053349.
Peresada S., Kovbasa S., Pristupa D., Pushnitsyn D., Nikonenko Y. Nonlinear control of voltage source AC-DC and DC-DC boost converters. Bulleten Natsionalnoho Tekhnichnoho Universytetu Kharkivskyi Politekhnichnyi In-stytut. Problemy avtomatyzovanyh elektropryvodiv. Teoriia i praktyka. 2017. No 27. Pp. 84-88.
Leonhard W. Control of electrical drives. Springer, 2001. 474 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-56649-3.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2024 Array