DA-DA Düşürücü Dönüştürücünün Sistem Tanımlaması ve Kontrolü

Öz

Güç elektroniği uygulamalarından biri olan düşürücü tip DA-DA dönüştürücüler, doğrusal olmadıklarından dolayı transfer fonksiyonu elde etmede uygun bir metot ile tanımlanma ihtiyacı duyarlar. Bu dönüştürücünün transfer fonksiyonunu elde etmek için matematiksel modelleme gibi karmaşık işlemler gerekmektedir. Bu sıkıntıları ortadan kaldıran yöntemlerden bir tanesi Black-box tabanlı sistem tanımlama yöntemidir. Bu çalışmada, Black-box tabanlı DC-DC düşürücü dönüştürücü tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarımı yapılan sistemin, transfer fonksiyonu katsayıları belirlenmiştir. Önerilen modelin sisteme hangi oranda benzediği ve performans değerleri çıkarılmıştır. Sistemin daha kararlı bir hale getirilmesi için PID kontrolör eklenerek, kontrolör parametreleri belirlenmiştir. Tasarlanan sistemin, kontrollü ve kontrolsüz durumlardaki açık çevrim ve kapalı çevrim performansları kıyaslanmıştır. Devre sonuçları incelendiğinde, Black-box yöntemi ile çıkarımı yapılan transfer fonksiyonunun devreyi hızlı ve doğru bir şekilde modellediği ve kontrolör tasarımının basitleştirildiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Sistem Tanımlama
• DC-DC Düşürücü Dönüştürücü
• Black-Box
• Transfer Fonksiyonu

System Identification and Control of DA-DA Step-Down Converter

Abstract

Buck converters are forming one of the applications of power electronics. As they have non-linear structure, an appropriate method is required in order to obtain the transfer function. In terms of obtaining the transfer function, complex operations, including mathematical modeling, are required. The black-box-based system identification is one of the methods that can ease the problems. Therefore, in this study, black-box based buck converter design has been realized. The transfer function coefficients of the designed system were determined. The performance values were extracted with the proposed model. In order to make the system more stable, the PID controller was added and the controller parameters were determined. The open-loop and closed-loop performances of the designed system in controlled and uncontrolled cases were compared. It was seen that the transfer function extracted by the Black-box method simplifies the controller design and quickly and accurately obtains the circuit model.

Keywords

• System Identification
• Buck Converter
• Black-Box
• Transfer Function

References

1. Abbas, N., & Abbas , G. (2018). Estimating Dynamics of Switching Converters Using System Identification Technique. Pakistan Journal of Engineering and Technology, PakJET, 21-28.
2. Algreer, M., Armstrong, M., & Giaouris, D. (2009). System identification of PWM dc-dc converters during abrupt load changes. 2009 35th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics (s. 1788-1793). Porto: IEEE.