سیستم کنترل فازی مبتنی بر میکروکنترلر DSP یک کانورتر تشدیدی موازی DC/DC با استفاده از تکنیک PWM جابجایی فاز

DSP microcontroller-based fuzzy control of a DC/DC parallel resonant converter using phase-shift PWM technique

مجله امرالد – Emerald

سال ۲۰۰۶

چکیده

مقصود- آنالیز عملکرد عملیاتی یک کانورتر تشدیدی موازی ac-dc-ac-dc PWM عملیاتی در مد ضریب قدرت تاخیری کنترل شده براساس روش کنترل منطق فازی.

طراحی\متدولوژی\رویکرد- محدوده‌ی کارهای انتشار یافته مرتبط با کانورترهای dc-ac-dc و روش‌های کنترل آن‌ها براساس تکنیک PWM ارزیابی شده‌اند و محدودیت‌های آن‌ها در کنترل ولتاژ خروجی کانورتر در بخش اول این مقاله اشاره شده است. مدل Simulink و مراحل متفاوت کانورتر در بخش دوم توصیف شده‌اند. در بخش ۳، مدل ریاضیاتی کلی این سیستم استنتاج شده است و تکنیک سوئیچینگ PWM جابجایی فاز توصیف شده است. مدار معادل ترانسفورمر فرکانس-بالای ولتاژ-بالای استفاده شده در کانورتر و اثرات پارامترهای ترانسفورمر روی عملکرد کانورتر در بخش ۴ ارائه شده‌اند. در بخش ۵، سیستم کنترل منطق فازی و مفهوم‌های اساسی این روش توصیف شده‌اند و کاربرد آن برای سیستم کنترل ولتاژ خروجی کانورتر پیشنهادی توصیف شده است. در بخش ۶، نتایج شبیه سازی Simulink بکارگیری سیستم منطق فازی برای شرایط عملیاتی متفاوت داده شده است. در بخش ۷، بررسی ای از سخت افزار استفاده شده در این مطالعه ارائه شده است و نتایج آزمایشی برای نمایش عملکرد کنترلر داده شده‌اند. سرانجام بخش ۸، نتیجه گیری از این مطالعه را ارائه می‌دهد.

یافته‌ها- سیستم کنترل منطق فازی که یک روش مناسب برای سیستم های غیرخطی همانند کانورتر پیشنهادی در این مقاله می‌باشد با موفقیت برای سیستم ولتاژ خروجی کانورتر بکار رفته است. عملکرد کنترلر خوب بوده است. زاویه جابجایی فاز کانورتر به عنوان پارامترکنترل استفاده شده است. این مقاله همچنین ارائه می‌دهد که چگونه پارامترهای پارازیتی ترانسفورمر استفاده شده در کاربردهای ولتاژ بالا می‌توانند به عنوان مولفه های تشدیدی مداری استفاده شوند.

محدودیت‌ها\مفاهیم تحقیق- در آماده سازی این مقاله، کتاب‌های منبع و ژورنال‌های دوره ای موجود در کتابخانه دانشگاه ما و همچنین منابع انگلیسی مرتبط با کانورترهای dc-ac-dc قابل دسترس از طریق اینترنت مورد جستجو واقع شده بودند.

مفاهیم تجربی- روش کنترل پیشنهادی می تواند در کنترل سیستم های خطی و غیرخطی استفاده شود. این مطالعه همچنین یک رویکرد بسیار خوب برای استفاده شدن در سیستم کنترل ولتاژ خروجی کانورتر های فرکانس بالای ولتاژ بالا می‌باشد.

اصالت\اعتبار- ازانجاکه رویکرد کنترل پیشنهادی در این مقاله به اطلاعات راجع به پارامترهای کانورتر و ترانسفورمر که بر ولتاژ کانورتر خروجی اثر می‌گذارند نیاز ندارد بنابراین می‌تواند به طور موثر در مفاهیمی استفاده شود که در آن‌ها مسائل تغییر پارامتر وجود دارند. طراحی ترانسفورمر برای بار مورد نیاز، با یافتن یک فرکانس عملیاتی بهینه برای کانورتر و با استفاده از پارامترهای ترانسفورمر به عنوان عناصر تشدیدی مدار برای کاهش تلفات سوئیچینگ، قسمت‌های این مقاله هستند.

Abstract

Purpose – To analyze the operating performance of an ac-dc-ac-dc PWM parallel resonant converter operating at lagging power factor mode controlled based on fuzzy logic control method. Design/methodology/approach – A range of published works relevant to dc-ac-dc converters and their control methods based on PWM technique are evaluated and their limitations in converter output voltage control are indicated in the first section of this paper. The Simulink model and different stages of the converter are described in the second section. In Section 3, the general mathematical model of the system is derived and the phase-shift PWM switching technique is explained. The equivalent circuit of the high-voltage high-frequency transformer usedin the converter and the effects of the transformer parameters on the converter operation are presented in Section 4. In Section 5, fuzzy logic control and the basic concepts of this method are described and its application to the proposed converter output voltage control is explained. In Section 6, the Simulink simulation results of the fuzzy logic control application are given for different operating conditions. In Section 7, an overview of the hardware used in this study is presented and the experimental results are given to show the performance of the controller. Finally, Section 8 gives the conclusions of the study. Findings – The fuzzy logic control which is a suitable method for nonlinear systems such as the converter proposed in this paper, is successfully applied for output voltage control of the converter. The controller performance is satisfied. The phase-shift angle of the converter is used as the control parameter. The paper also presents how the parasitic parameters of the transformer used in high-voltage applications can be used as the circuit resonant elements. Research limitations/implications – In preparing this paper, the resources books and periodic journals existing in our university library and also the English resources relative to dc-ac-dc converters reachable through the internet were researched. Practical implications – The suggested control method can be used in the control of linear and nonlinear systems. The study carried out in this paper is also a very good approach to be used in high-voltage high-frequency converters output voltage control. Originality/value – Since, the control approach proposed in this paper does not require the information on converter and transformer parameters that affect the converter output voltage, so it can effectively be used in applications where there are parameter variation problems. The design of the transformer for the required load, finding an optimum operating frequency for the converter, and using the transformer parameters as resonant elements of the circuit to decrease the switching losses are the other contributions of this paper.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد