Year 2018, Volume 22, Issue 1, Pages 8 - 15 2018-02-01

Ayrık-zaman KKK, LQR ve PID kontrolör performanslarının alçaltıcı tip Da-Da dönüştürücü üzerinde kıyaslanması
Comparison of discrete-time smc, LQR and PID controllers performance on DC-DC buck converter

Ömer ÖZDEMİR [1] , İrfan YAZICI [2]

302 758

Bu çalışmada, sürekli-akım modunda çalıştırılan alçaltıcı tip Da-Da dönüştürücüler için ayrık-zamanda üç farklı kontrolör tasarlanmış ve benzetim çalışmaları ile performansları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu amaçla öncelikle alçaltıcı tip Da-Da dönüştürücünün matematiksel modeli elde edilmiş ve dönüştürücünün sürekli-akım modunda çalışabilmesi için kritik endüktans değeri belirlenmiştir. Daha sonra ayrık-zamanda üç ayrı kontrolör; kayan kipli kontrolör, doğrusal karesel regülatör ve oransal-integral-türev kontrolörleri tasarlanmış ve bu kontrolörlerin performansları yerleşme zamanı, aşım ve bozuculara karşı dayanıklılık kriterleri açısından benzetim çalışmaları ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

Bu çalışmada, sürekli-akım modunda çalıştırılan alçaltıcı tip Da-Da dönüştürücüler için ayrık-zamanda üç farklı kontrolör tasarlanmış ve benzetim çalışmaları ile performansları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu amaçla öncelikle alçaltıcı tip Da-Da dönüştürücünün matematiksel modeli elde edilmiş ve dönüştürücünün sürekli-akım modunda çalışabilmesi için kritik endüktans değeri belirlenmiştir. Daha sonra ayrık-zamanda üç ayrı kontrolör; kayan kipli kontrolör, doğrusal karesel regülatör ve oransal-integral-türev kontrolörleri tasarlanmış ve bu kontrolörlerin performansları yerleşme zamanı, aşım ve bozuculara karşı dayanıklılık kriterleri açısından benzetim çalışmaları ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

  • [1] Jaber A, Abu-Qahouq, Yangyang Wen, Liangbin Yao, EhabShoubaki, IssaBatarseh and Geoff Potter, "Digital Controller for an Isolated Half-Bridge DC-DC Converter", IEEE Applied Power Electronics Conference 2005, Vol. 2, pp. 1217-1223.
  • [2] Hua, G., Leu, C. S., Jiang, Y. ve Lee F. C. Y., “ Novel Zero-Voltage-Transition PWM Converters “, IEEE Trans. on Power Electron., Vol. 9, No. 2, pp. 213-219, 1994.
  • [3] Calderon A.J.,Vinagre, B.M.,Feliu V., Fractionalorder control strategies for powerelectronic buckconverters ,Signal Processing, ELSEV_ER ,2803–28190165-1684 - , 2006.
  • [4] Mohan N., Unlead T.M., Robbins W.P., “Power Electronics”, John Wiley & Sons Ltd., England, 185-191 (2002).
  • [5] D. Giaouris, S. Banerjee, B. Zahawi, and V. Pickert, “Stability analysis of the continuous-conduction-mode buck converter via filippov’s method,” IEEE Transactions on Circuits and Systems-I, vol. 55, pp. 1084–1096, May 2008.
  • [6] J. Wang, A. Prodić, W. T. Ng, "Mixed-signal-controlled flyback-transformer-based buck converter with improved dynamic performance and transient energy recycling", IEEE Trans. Power Electron., vol. 28, no. 2, pp. 970-984, Feb. 2013.
  • [7] E. Meyer, D. Wang, L. Jia, Y.-F. Liu, "Digital charge balance controller with an auxiliary circuit for superior unloading transient performance of buck converters", Proc. IEEE Appl. Power Electron. Conf. Expo., pp. 124-131, 2010.
  • [8] Texas Instruments Incorporated “AN-1197 Selecting Inductors for Buck Converters ” SNVA038B – May2001– Revised April 2013.
  • [9] G. Liping, John Y. Hung, and R. M. Nelms, “Evaluation of DSP-Based PID and Fuzzy Controllers for DC–DC Converters”, IEEE Trans. Industrial Electronics, vol. 56, no 6, June 2009, pp 182 – 190.
  • [10] SattarJaber Al-Isawi and Ehsan A. Abd Al-Nabi,“Design of The Feedback Controller (PIDController) for The Buck Boost Converter”,Department of Electromechanical Engineering,The High Institute for Industry-Libya-Misrata.
  • [11] Mehmet Buğrahan K, İlhami Y “Pratikte Kullanılan Bazı Kayan Kipli Kontrol Tekniklerinin Teorik ve Deneysel İncelenmesi”2015.
  • [12] İrfan YAZICI” Model Referans Kayan Kipli Kontrolör Tabanlı Güç Sistem Kararlayıcı Tasarımı” 2008
  • [13] MU, L., GAO, C., CHEN, W., Research for discrete variable structure control systems, IEEE Intern. Conf. on Control and Automation, pp. 2644-2647, 2007.
  • [14] GAO, W., WANG, Y., HOMAIFA, A., Discrete time variable structure control systems, IEEE Trans. On Ind.Elect., 42, 2, pp. 117-122, 1995.
  • [15] MONSEES, G., Discrete-Time Sliding Mode Control, Ph.D. dissertation, Delft University of Technology, pp.1130, 2002.
  • [16] SamehBdran,MaShuyuan, SamoSaifullah andDr.HuangJie, “Comparison of PID, PolePlacement And LQR Controllers For SpeedRatio Control Of Continuously VariableTransmission (CVT)”, Mechatronic Center,Mechanical Engineering , Beijing Institute ofTechnology (BIT) , Beijing, China.
  • [17] CahitGezgin, Bonnie S. Heck, Richard M. Bass, “Control Structure Optimization of a Boost Converter: An LQR Approach”, IEEE PESC'97 Rec., pp. 901-907.
  • [18] Katsuhiko Ogata “Discrete-Time Control System” 1994.
  • [19] R. M. Murray “Control and Dynamical Systems”California Institute Of Technology.
  • [20] Ogata K. "Modern Control Engineering. New Jersey: Prentice Hall" 2002.
  • [21] Fraser, C. and Milne, J.1994. Electro-MechanicalEngineering: An Integrated Approach, IEEE Press, New Jersey.
  • [22] SARIOGLU, K. M., "DijitalKontrolSistemleri" BirsenYayınevi, İstanbul, 1998.
  • [23] Goodwin, G. C., Graebe, S. F. and Salgado, M.E. 2001. Control System Design, Prentice Hall Inc., New Jersey.
  • [24] GunesMahit, “Fuzzy and three-step control of refiner system to get stable freeness for recycled paper” Scientific Research and Essays Vol. 6(1), pp. 110-117, 4 January, 2011.
  • [25] Ö. Gündoğdu “Optimal-Tuning of PID Controller Gains Using Genetic Algorithms”Journal of Engineering Sciences 2005.
  • [26] Cao G., Lou C., and D. An, “Application of fuzzy self-tuning PID control to air conditioning system”, Heat Ventilating and Air Conditioning, vol. 34, No.10, 106-109, October 2004.
Subjects Electrical and Electronic Engineering
Published Date Şubat 2018
Journal Section Research Articles
Authors

Author: Ömer ÖZDEMİR
Institution: Sakarya University
Country: Turkey


Author: İrfan YAZICI
Institution: Sakarya University
Country: Turkey


Bibtex @research article { saufenbilder292415, journal = {Sakarya University Journal of Science}, issn = {1301-4048}, eissn = {2147-835X}, address = {Sakarya University}, year = {2018}, volume = {22}, pages = {8 - 15}, doi = {10.16984/saufenbilder.292415}, title = {Comparison of discrete-time smc, LQR and PID controllers performance on DC-DC buck converter}, key = {cite}, author = {YAZICI, İrfan and ÖZDEMİR, Ömer} }
APA ÖZDEMİR, Ö , YAZICI, İ . (2018). Comparison of discrete-time smc, LQR and PID controllers performance on DC-DC buck converter. Sakarya University Journal of Science, 22 (1), 8-15. DOI: 10.16984/saufenbilder.292415
MLA ÖZDEMİR, Ö , YAZICI, İ . "Comparison of discrete-time smc, LQR and PID controllers performance on DC-DC buck converter". Sakarya University Journal of Science 22 (2018): 8-15 <http://www.saujs.sakarya.edu.tr/issue/30795/292415>
Chicago ÖZDEMİR, Ö , YAZICI, İ . "Comparison of discrete-time smc, LQR and PID controllers performance on DC-DC buck converter". Sakarya University Journal of Science 22 (2018): 8-15
RIS TY - JOUR T1 - Comparison of discrete-time smc, LQR and PID controllers performance on DC-DC buck converter AU - Ömer ÖZDEMİR , İrfan YAZICI Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - doi: 10.16984/saufenbilder.292415 DO - 10.16984/saufenbilder.292415 T2 - Sakarya University Journal of Science JF - Journal JO - JOR SP - 8 EP - 15 VL - 22 IS - 1 SN - 1301-4048-2147-835X M3 - doi: 10.16984/saufenbilder.292415 UR - http://dx.doi.org/10.16984/saufenbilder.292415 Y2 - 2017 ER -
EndNote %0 Sakarya University Journal of Science Comparison of discrete-time smc, LQR and PID controllers performance on DC-DC buck converter %A Ömer ÖZDEMİR , İrfan YAZICI %T Comparison of discrete-time smc, LQR and PID controllers performance on DC-DC buck converter %D 2018 %J Sakarya University Journal of Science %P 1301-4048-2147-835X %V 22 %N 1 %R doi: 10.16984/saufenbilder.292415 %U 10.16984/saufenbilder.292415