DA-DA dönüştürücülerde gürbüz kontrol uygulamaları

Abstract

Anahtarlamalı DA-DA dönüştürücüler, teknolojinin ayrılmaz bir parçasıdır. DA-DA dönüştürücünün çıkış gerilimi, giriş DA kaynağının değişimleri ve/veya çıkış yük değişimleri gibi faktörlerden etkilenebilir. Sabit bir çıkış gerilimi elde etmek istenirse, kapalı çevrim bir kontrol sistemi kullanılabilir. Literatürde, DA-DA dönüştürücünün kontrolör tasarımı için, farklı yöntemler önerilmiştir. Ancak tezde önerilen uygulama devresinde, DA-DA dönüştürücüler için, PI tipi kontrolör önerilmektedir. Bu tez çalışmasında, Kharitonov teoremi ile DA-DA dönüştürücüler için gürbüz PI kontrolör tasarımı hedeflenmektedir. Bu amaçla, önce dönüştürücünün belirsiz modeli çıkartılmştır. DA-DA dönüştürücünün belirsiz modeli elde edildikten sonra, Kharitonov teorem ile gürbüz kararlılığı sağlayan, PI kontrolör parametreleri hesaplanır. Bir DA-DA dönüştürücünün çıkış empedansı ne kadar küçük ise, DA-DA dönüştürücü o kadar yüksek değerli akım üretebilir. Dolayısıyla, DA-DA dönüştürücülerinin çıkış empedansının azaltması, iyi bir amaçtır. Önerilen bir yöntemle, elde edilen gürbüz kararlılığı sağlayan bölgenin DA-DA dönüştürücünün çıkış empedansını minimize eden kontrol parametreleri bulunur.Kharitonov teorem ile tasarlanan kontrolör, H_∞ veya `μ` kontrolörlerle karşılaştığında, Kharitonov kontrolörünün mertebesi daha az ve gerçekleştirilmesi daha kolay olduğu anlaşılmaktadır.

Switching DC-DC power supplies are an important part of modern technology. Variations of input voltage and/or output load affect the output voltage of DC-DC converters. Closed loop feedback control is required to obtain a regulated constant voltage in presence of such disturbances.Different control techniques are used to regulate the output voltage of DC-DC converters successfully. However, the best control technique, from the practical point of view is PI controller. This thesis uses Kharitonov theorem to design robust PI controller for DC-DC converters.Design of robust controller starts with the extraction of uncertain model of converter. After the uncertain model is extracted, Kharitonov theorem is used to calculate the PI controller parameters which robustly stabilize the system. Output impedance of a DC-DC converter is a good figure of merit. The lower output impedance means that the converter can provide more current for the load. This thesis suggests a method to obtain the robust control parameters which minimize the output impedance of converter.The controller designed with Kharitonov theorem has a lower degree in comparison with H_∞ or μ synthesis. This is one of the main advantages of Kharitonov method over the other methods.