DA-DA azaltıcı (Buck) dönüştürücü için doğrusal olmayan geri adımlamalı kontrolcü tasarımı ve gerçek zamanlı uygulaması

Abstract

DA-DA (Doğru Akım-Doğru Akım) dönüştürücüler, DA motor kontrolü ve anahtarlamalı güç kaynakları gibi farklı amaçlarla yaygın olarak kullanılır. Dönüştürücünün girişindeki ayarsız gerilimin kontrollü bir gerilim olarak istenilen gerilim kademesine dönüştürülmesi üzerine yapılan çalışmalar son yıllarda artmıştır. Bu tez çalışmasında, DA-DA azaltıcı (Buck) dönüştürücü için geri adımlamalı doğrusal olmayan denetleyici tasarlanmış ve gerçek zamanlı olarak test edilmiştir. Tasarlanan sisteme bazı bozucu etkiler uygulanmış ve etkileri MATLAB / Simulink araç kutusu kullanılarak gözlemlenmiştir. Büyük güçlü dönüştürücü uygulamalarında, dönüştürücünün parazitik etkilerinin rolü baskın olduğundan durum uzay ortalama modeli geliştirilmesinde parazitik elemanlar göz önünde bulundurulmalıdır. Tasarlanan denetleyici, geniş bir aralıkta değişebilen çıkış geriliminin denetimini sağlamıştır. Tasarlanan denetleyicinin doğruluk sonuçlarını değerlendirmek için hem MATLAB / Simulink araç kutusu kullanılmış hem de gerçek zamanlı deney düzeneği üzerinde gözlem yapılmıştır. Ayrıca, tasarlanan denetleyicinin nasıl tepki verdiğini değerlendirmek için elde edilen sonuçlar aynı koşullar altında standart bir PID denetleyici ile karşılaştırılmıştır. Sunulan benzetim sonuçları ve gerçek zamanlı sonuç, geliştirilen denetleyici ile standart bir PID denetleyici kıyaslandığında daha iyi tepkiler (geçici ve kalıcı durum tepkileri) elde edilmiştir.

DC-DC (Direct Current-Direct Current) converters are widely used for different purposes such as DC motor control and switched power supplies. In recent years, studies on converting uncontrolled voltage at the input of the converter to a desired voltage stage as a controlled voltage have increased. In this thesis, a non-linear back-stepping controller for the DC-DC Buck converter is designed and tested in real time. Some disturbing effects were applied to the designed system and their effects were observed by using MATLAB / Simulink toolbox. In large power transducer applications, parasitic elements should be considered in the development of the state space average model, since the role of the parasitic effects of the transducer is dominant. The designed controller provides control over a wide range of output voltages. The MATLAB / Simulink toolbox was used to evaluate the accuracy of the designed controller and real-time experimental setup was observed. Furthermore, the results obtained were compared with a standard PID controller under the same conditions to evaluate how the intended controller reacts. Simulation results and real-time result of non-linear back-stepping controller provided better responses (transient and steady state responses) compared to the standard PID controller.