Design of integral sliding mode control for DC-DC converters

توضیحات

ABSTRACT

The development and implementation of an integral sliding mode control algorithm for closed loop control of a DC-DC buck converter is presented in this paper. Integral sliding mode controller (ISMC) is formulated to tackle the variable switching frequency problem faced during load and supply variations in conventional sliding mode controlled buck converters. Variable switching frequency is undesirable as  it leads to complications while designing filters for the system. ISMC aims to alleviate this problem through appropriate transformation of the sliding mode control lawmaking use of pulse width modulation scheme. The control algorithm is validated through detailed simulation studies in  ATLAB/Simulink environment. Comprehensivecomparative assessment of the converter control system using ISMC is carried out with conventional sliding mode control (SMC) scheme which reveals the fixed frequency functioning of ISMC under diverse operating conditions.

INTRODUCTION

In recent years, DC-DC power converters have been used in several applications like switched mode power supplies, wind energy conversion systems, PV arrays for maximising the energy harvests as well as in integrating the energy storage systems with smart power grids. The control methodologies for DC-DC converter are designed for tight regulation of output voltage amidst varying input and loading  conditions, keeping in mind the unpredictable nature of such diverse plants.Traditional linear control schemes for power converters are designed based on their mathematical models. Mathematical modelling is an efficient tool to analyse the static and dynamic characteristics of any system. Several well-documented methods like the state space averaging method proposed by Middlebrook, PWM switch averaging method and the injected absorbed current method  are available in the literature to model any non-linear switched mode power converter. However, the mathematical model developed for controller design may typically have inconsistencies when compared with the actual plant. The  ontroller should be well equipped to obtain optimized performance taking into account such mismatches in the modelled system. Non-linear control techniques .are well suited to deal with such discrepancies in the .system

چکیده

در این مقاله، توسعه و اجرای یک الگوریتم کنترل حالت کششی یکپارچه برای کنترل حلقه بسته یک مبدل مبدل DC-DC ارائه شده است. کنترل کننده حالت کشویی یکپارچه (ISMC) برای مقابله با مشکل فرکانس سوئیچینگ متغیر در هنگام بار و تغیرات عرضه در حالت های کشویی معمولی کنترل شده با مبدل های مبدل فرموله شده است. فرکانس سوئیچ متغیر نامطلوب است زیرا در هنگام طراحی فیلترها برای سیستم منجر به عوارض می شود. ISMC قصد دارد تا این مشکل را از طریق تبدیل مناسب از قوانین کنترل کشویی، با استفاده از طرح مدولاسیون پهنای باند، کاهش دهد. الگوریتم کنترل از طریق مطالعات شبیه سازی دقیق در محیط ATLAB / Simulink معتبر است. ارزیابی Comprehensivecomparative از سیستم کنترل مبدل با استفاده از ISMC با کنترل معمول حالت کشویی (SMC) انجام می شود که کارکرد فرکانس ثابت ISMC تحت شرایط مختلف را نشان می دهد.

مقدمه

در سال های اخیر، مبدل های DC-DC در چندین برنامه کاربردی مانند منبع تغذیه حالت مبدل، سیستم های تبدیل انرژی باد، آرایه های PV برای به حداکثر رساندن برداشت انرژی و نیز ادغام سیستم های ذخیره انرژی با شبکه های هوشمند استفاده شده است. روشهای کنترل مبدل DC-DC برای تنظیم محکم ولتاژ خروجی در شرایط مختلف ورودی و بارگیری، با توجه به ماهیت غیر قابل پیش بینی چنین گیاهان متنوع طراحی شده است. برنامه های کنترل خطی سنتی برای مبدل های قدرت بر اساس مدل های ریاضی آنها طراحی شده است. مدل سازی ریاضی یک ابزار کارآمد برای تجزیه و تحلیل ویژگی های استاتیک و پویایی هر سیستم است. چندین روش مستند مستند مانند روش میانگین محاسبه حالت پیشنهاد شده توسط Middlebrook، روش میانگین میانگین سوئیچ PWM و روش فعلی جذب شده تزریقی در ادبیات برای مدل سازی هر مبدل قدرت غیرخطی Switch Mode ارائه شده است. با این حال، مدل ریاضی طراحی شده برای طراحی کنترل کننده ممکن است در مقایسه با کارخانه واقعی، ناسازگاری داشته باشد. کنترل کننده باید به خوبی در اختیار داشته باشد تا عملکرد بهینه سازی را با در نظر گرفتن چنین ناهماهنگی در سیستم مدل انجام دهد. تکنیک های کنترل غیر خطی. مناسب برای مقابله با چنین اختلافاتی در سیستم

Year: 2018

Publisher : ELSEVIER

 By :  Souvik Das, Mohd Salim Qureshi, Pankaj Swarnkar

File Information: English Language/ 9 Page / size: 361 KB

Download

سال : 1396

ناشر : ELSEVIER

کاری از : سوکی دا، محمد سلیم قریشی، پانکجه سارنکار

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 9 صفحه / حجم : KB 361

لینک دانلود