فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

کنترل مبدل بوست آبشاری تک سوئیچ مبتنی بر روش خطی‌ساز فیدبک با حضور ترموالکتریک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان
1 گروه مهندسی برق، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
2 گروه مهندسی برق، واحد کرج،دانشگاه آزاد اسلامی،کرج، ایران
3 گروه مهندسی برق، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
چکیده
یکی از کاربردی‌‌ترین کانورترهای DC-DC مبدل بوست نام داشته و جهت افزایش و تثبیت ولتاژ خروجی در انرژی‌های تجدیدپذیری مثل سیستم‌های ترموالکتریک مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مبدل بوست سیستم‌های TEG، ساختار‌هایی ارائه شده که می‌توان به مبدل بوست آبشاری تک سوئیچ اشاره کرد. چاپرها ماهیت غیرخطی دارند لذا کنترل‌کننده‌های پارامتر ثابت نمی‌توانند رفتار دینامیکی مناسبی را به ازای تغییرات پله‌ای و پارامتریک از خود به نمایش بگذارند لذا طراحی یک کنترل-کننده غیرخطی مناسب با توجه به عدم‌قطعیت‌هایی مثل تغییرات دما به چالش مهمی تبدیل گشته است. در این تحقیق علاوه بر مدل‌سازی تجربی ماژول TEG، برای کنترل ولتاژ خروجی مبدل بوست آبشاری تک سوئیچ، کنترل‌کننده‌ای مبتنی بر روش خطی‌سازی فیدبک پیشنهادی ( OFBL) ارائه شده و ضرائب آن نیز توسط الگوریتم ژنتیک بهینه‌سازی شده است. جهت بررسی پاسخ گذرا مبدل مذکور تابع هدف ITSE درنظر گرفته شده است. به منظور ارزیابی کنترل‌کننده پیشنهادی، پنج سناریو ورودی ثابت، تغییرات پله‌ای صعودی، تغییرات‌ نزولی و تغییرات ترکیبی در ولتاژ ورودی و اعمال سیستم TEG به عنوان ورودی، مورد تحلیل واقع شده، همچنین در انتهای شبیه‌سازی بحث تغییرات بار خروجی نیز درنظر گرفته شده است. شبیه‌سازی‌های مذکور در سیمولینک MATLAB انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها بیان می‌کند که کنترل‌‌کننده پیشنهادی با توجه به ساختار ساده‌ای که دارد در ردیابی ولتاژ مرجع موفق عمل کرده و کارکرد قابل قبولی را جهت تثبیت ولتاژ خروجی به ویژه در سیستم‌های ترموالکتریک از خود به نمایش می‌گذارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Control of single switch cascaded boost converter based on feedback linearization method with TEG

نویسندگان English

Milad Chanddel 1
Mahdi Hedayati 2
Javad Olamaei 3
Reza Effatnejad 1
Ebrahim Salary 1
1 Department of Electrical Engineering, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
2 Department of Electrical Engineering, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj , Iran
3 Department of Electrical Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

One of the most useful DC-DC converters is called the boost converter, and they are used to increasing and stabilize the output voltage in renewable energies such as thermoelectric Generator systems. For converter of TEG systems, The structures have been provided, which can be mentioned as single switch cascaded boost converter. The choppers are non-linear in nature, so fixed parameter controllers cannot display a suitable dynamic behavior for step and parametric changes, so designing a suitable controller in regard to uncertainties such as temperature changes has become an important challenge. In this research, moreover the experimental modeling of the TEG module, a nonlinear controller based on Offered Feedback Linearization (OFBL) method is proposed to control the output voltage of the cascaded boost chopper, and its coefficients are also optimized by GA. In order to check the transient response of the aforementioned converter, the ITSE function is considered. For evaluating the proposed controller, five scenarios of constant input, step-up changes, step-down changes and combined changes in input voltage and Apply TEGS as input have been analyzed. Also, at the end of the simulation, the output load changes are considered. The mentioned simulations were done in Simulink MATLAB. The results of the simulations state that the proposed controller, due to its simple structure, has succeeded in tracking the reference voltage and has demonstrated an acceptable performance for stabilizing the output voltage, especially in TEG systems.

کلیدواژه‌ها English

Single Switch Cascaded Boost Converter
GA Algorithm
ITSE
Offered Feedback Linearization (OFBL)
TEG

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 23 آذر 1404

  • تاریخ دریافت 14 آبان 1403
  • تاریخ بازنگری 24 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش 23 آذر 1404