Yıl 2019, Cilt , Sayı 17, Sayfalar 645 - 654 2019-12-31

Investigation a Fuzzy Logic-based Controller for Step-up Converters

Davood Ghaderi [1]


Akıllı DA-DA Dönüştürücülerinin özellikle yenilenebilir enerji kaynakları (RES) uygulamalarında artan kullanımı göz önünde bulundurulduğunda, uygun bir kontrol sistemi tasarımı, verim ve güvenilirlik açısından son derece önemlidir. Normal çalışma koşullarında, her DA-DA güç dönüştürücü yapısı, genellikle dönüştürücü çıkışında sabit bir gerilim kontrol bloğuna ve dönüştürücünün yarı iletken güç anahtarı tarafında bir görev döngüsü kontrolü bloğuna sahiptir. Klasik yöntemlerde, geri besleme kontrol döngülerinde orantılı-integral türev (PID) kontrolörü kullanılmaktadır. Bu kontrolör ile ilgili temel sorun, DA-DA dönüştürücüler gibi doğrusal olmayan sistemlerde, davranışlarının yalnızca sistemin çalışma noktasında en uygun olmasıdır. Bulanık mantık denetleyicisi, bu tür sistemlerin büyük sinyal değişimi senaryolarındaki davranışlarını iyileştirmek için kullanılabilir. Ek olarak, normal şartlarda ve dönüştürücüde bir hata olması durumunda, sistemin davranışında önemli bir iyileşme görülmektedir. Bu çalışmada, yükseltici dönüştürücüyü kontrol etmek için bulanık mantık ilkeleri kullanılmıştır. Dönüştürücünün çıkış gerilimi, gürültü, yük değişimleri ve giriş gerilimi değişimleri gibi sistem hatalarına karşı kararlı olmalıdır. Tasarlanan bulanık denetleyicideki yenilik, bu denetleyicinin daha önce tasarlanan kontrolörlerin giriş-çıkış bilgisine ve deneysel olarak zamana bağlı değişkenlere dayanmasıdır. Bulanık mantık denetleyicisini kullanarak, sistem parametreleri bu oynamalara karşı kararlı olması sağlanmaktadır. Performans koşulları MATLAB yazılımı kullanılarak benzetilmiştir. Anahtar Kelimeler: DA-DA dönüştürücüsü, Yenilenebilir enerji uygulamaları, Yüksek kazançlı dönüştürücüler, Yükseltici yapılar.

Fuzzy Logic Controller, Step-up Converters, Photovoltaic Panels
  • Referans1:Martins, A. C., Chapuis, V., Virtuani, A., and Ballif. C., "Robust Glass-Free Lightweight Photovoltaic Modules with Improved Resistance to Mechanical Loads and Impact", IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 9, no. 1, pp. 245-251, Jan. 2019.doi: 10.1109/JPHOTOV.2018.2876934
  • Referans 2Bayrak. G., Ghaderi, D., "An improved step‐up converter with a developed real‐timefuzzy‐based MPPT controller for PV‐based residential applications", Int Trans Electr Energ Syst. 2019;e12140. https://doi.org/10.1002/2050‐7038.12140/.
  • Referans 3Ghaderi. D., Bayrak. G., "A Novel Step-Up Power Converter Configuration for Solar Energy Application", Elektronika ir Elektrotechnika, vol. 25, no. 3, pp. 50-55, July. 2019, doi: https://doi.org/10.5755/j01.eie.25.3.23676.
  • Referans 4Li, J., Xu, Z., Zhao, J., and Wan, C., "A Coordinated Dispatch Model for Distribution Network Considering PV Ramp", IEEE Transactions on Power Systems, vol. 33, no. 1, pp. 1107-1109, Jan. 2018. doi: 10.1109/TPWRS.2017.2735901.
  • Referans 5Sabry, Y. H., Hasan, W. Z. W., Sabry, A. H., Kadir, M. Z. A. A., Radzi, M. A. M., and Shafie, S., "Measurement-Based Modeling of a Semitransparent CdTe Thin-Film PV Module Based on a Custom Neural Network", IEEE Access, vol. 6, pp. 34934-34947, 2018. doi: 10.1109/ACCESS.2018.2848903.
  • Referans 6Mohd Zainuri, M. A. A., Mohd Radzi, M. A., Soh, A. C., and Rahim, N. A., "Development of adaptive perturb and observe-fuzzy control maximum power point tracking for photovoltaic boost dc-dc converter", IET Renewable Power Generation, vol. 8, no. 2, pp. 183-194, March 2014. doi: 10.1049/iet-rpg.2012.0362.
  • Referans 7Wang, J., Wu, H., Yang, T., Zhang, L., and Xing, Y., "Bidirectional Three-Phase DC–AC Converter with Embedded DC–DC Converter and Carrier-Based PWM Strategy for Wide Voltage Range Applications", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 66, no. 6, pp. 4144-4155, June 2019. doi: 10.1109/TIE.2018.2866080.
  • Referans 8Chen, Q., Li, W., and Chen, G., "P+ID Controller for a Constant Tension Winch in a Cable Laying System", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 64, no. 4, pp. 2924-2932, April 2017. doi: 10.1109/TIE.2016.2633235.
  • Referans 9Chincholkar, S. H., Jiang, W., and Chan, C., "An Improved PWM-Based Sliding-Mode Controller for a DC–DC Cascade Boost ", IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 65, no. 11, pp. 1639-1643, Nov. 2018. doi: 10.1109/TCSII.2017.2754292.
  • Referans 10Lopez-Santos, O., Martinez-Salamero, L., Garcia, G., Valderrama-Blavi, H., and Sierra-Polanco, T., "Robust Sliding-Mode Control Design for a Voltage Regulated Quadratic Boost Converter", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 30, no. 4, pp. 2313-2327, April 2015. doi: 10.1109/TPEL.2014.2325066.
  • Referans 11Caponigro, M., Ghezzi, R., Piccoli, B., and Trélat, E., "Regularization of Chattering Phenomena via Bounded Variation Controls", IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 63, no. 7, pp. 2046-2060, July 2018. doi: 10.1109/TAC.2018.2810540.
  • Referans 12Yao, T., Nan, C. and Ayyanar, R., "A New Soft-Switching Topology for Switched Inductor High Gain Boost", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 54, no. 3, pp. 2449-2458, May-June 2018. doi: 10.1109/TIA.2018.2791972.
  • Referans 13Yao, C., "Adaptive Constant Power Control of MHz GaN-Based AC/DC Converters for Low Power Applications", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 54, no. 3, pp. 2525-2533, May-June 2018. doi: 10.1109/TIA.2018.2804319.
  • Referans 14Yue, X., Boroyevich, D., Lee, F. C. F., Chen, R. Burgos and Zhuo, F., "Beat Frequency Oscillation Analysis for Power Electronic Converters in DC Nanogrid Based on Crossed Frequency Output Impedance Matrix Model", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 33, no. 4, pp. 3052-3064, April 2018. doi: 10.1109/TPEL.2017.2710101.
  • Referans 15Hannan, M. A., Ghani, Z. A., Hoque, M. M., Ker, P. J., Hussain, A., and Mohamed, A., "Fuzzy Logic Inverter Controller in Photovoltaic Applications: Issues and Recommendations", IEEE Access, vol. 7, pp. 24934-24955, 2019. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2899610.
  • Referans 16Elbarbary, Z. M., Hamed, H. A., and El-Kholy, E. E., "Comments on “A Performance Investigation of a Four-Switch Three-Phase Inverter-Fed IM Drives at Low Speeds Using Fuzzy Logic and PI Controllers", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 33, no. 9, pp. 8187-8188, Sept. 2018. doi: 10.1109/TPEL.2017.2743681.
  • Referans 17Hannan, M. A., Ghani, Z. A., Mohamed, A., and Uddin, M. N., "Real-Time Testing of a Fuzzy-Logic-Controller-Based Grid-Connected Photovoltaic Inverter System", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 51, no. 6, pp. 4775-4784, Nov.-Dec. 2015. doi: 10.1109/TIA.2015.2455025.
  • Referans 18M. S. Zaky and M. K. Metwaly., "A Performance Investigation of a Four-Switch Three-Phase Inverter-Fed IM Drives at Low Speeds Using Fuzzy Logic and PI Controllers", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, no. 5, pp. 3741-3753, May 2017. doi: 10.1109/TPEL.2016.2583660.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0003-2234-3453
Yazar: Davood Ghaderi (Sorumlu Yazar)
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Aralık 2019

APA Ghaderi, D . (2019). Investigation a Fuzzy Logic-based Controller for Step-up Converters. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (17) , 645-654 . DOI: 10.31590/ejosat.620066