طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگرهای الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روشهای کنترل خطی :پایان نامه ارشد مهندسی برق – قدرت

طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگرهای الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روشهای کنترل خطی :پایان نامه ارشد مهندسی برق – قدرت

پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه مسترداک معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته  مهندسی برق – قدرت و با عنوان طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگرهای الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روشهای کنترل خطی در ۱۲۹ صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.

چکیده طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگرهای الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روشهای کنترل خطی:

در این پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگرهای الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روشهای کنترل خطی مورد بررسی قرار گرفته­است. هدف اصلی تحقیق و توسعه در این زمینه، همواره یافتن مناسب­ترین روش کنترل به منظور پیاده ­سازی کنترل حلقه بسته بر روی توپولوژی­های مختلف برشگر های الکترونیک قدرتمی­باشد.به عبارت دیگر، هدف از انتخاب یک روش کنترلی، بهبود بازده مبدل، کاهش­ تاثیراغتشاشات (خط وتغییرات بار)، کاستن از تاثیرات تداخل الکترومغناطیسیو نیز تاثیرپذیری کمتر از تغییرات المانهای  مبدل می­باشد.در این پایان نامه، مطالعه روش­های مختلف کنترلی پیاده­شده بر روی منابع تغذیه سوئیچینگ­مانند کنترل خطی و مد لغزشیآورده شده است. مزایا و نقاط ضعف هر روش کنترلی نیز داده شده است.در این راستا، روش­های کنترلی خطی و مد لغزشی  انتخاب شده و پاسخ آن­ها بر روی مبدل­های DCبهDCکاهنده مورد آزمایش قرار گرفته­اند. نرم­افزار Matlab به منظور شبیه سازی روش کنترل خطیو نیز روش مد لغزشی دربرشگر های الکترونیک قدرت مورد استفاده قرار گرفته است.در انتها، مقایسه تاثیرات کنترل خطی و مد لغزشی بر روی پاسخ حالت ماندگار مبدل باک تحت نوسانات خطی، نوسانات بار و تغییرات قطعات مختلف انجام شده است. در این پایان­نامه نشانداده شده است که، در مقایسه با کنترل خطی، روش مد لغزشی پاسخ حالت ماندگار بهتر، پاسخ دینامیکی بهتر و مقاومت بیشتر در مقابل اغتشاشات احتمالی سیستم را فراهم می­کند.

مقدمه

منابع تغذیه سوئیچینگ (SMPS[1] ها) به منظور تبدیل انرژی الکتریکی از یک نوع به نوع دیگر مورد نیاز هستند. SMPS ها به طور گسترده­ای در مبدل­های DCبهDC، جایی که منبع  ورودی ولتاژ است (به عنوان مثال در ولتاژ خطی یکسوشده، ولتاژ خروجی یک مدار تصحیح ضریب توان (PFC[2])، یک باتری و یا ولتاژ یک سلول سوختی) مورد استفاده قرار می­گیرد.

در برخی از مبدل­های قدرت، مبدل­های DCبهDC در فرکانس­های سوئیچینگ نسبتاً بالایی عمل می­کنند و این خاصیت آن­ها را قادر به استفاده از قطعات القایی کوچک می­کندکه باعث بهبود رفتار دینامیکی و نیز کاهش سایز مبدل می­گردد.

برخلاف مزایی که در بالا برای SMPS ها ذکر گردید، پارامترهایی وجود دارند که چندان مطلوب نیستند و تاثیر زیادی بر رفتار مبدل­ها دارندکه عمدتاً عبارت­اند از:

• قطعات غیرخطی در ساختار مبدل؛
• نوسانات خط و بار
• تداخل الکترومغناطیسی ([۳]EMI).

مبدل DCبهDC قطعات غیرخطی دارد (دیود، ترانزیستور، ) عاملی  که غیرخطی بودن را تغییر می­دهدیکی اغتشاش مبدل و دیگری تغییر در زمان است. تاثیرات این تغییرات درپارامترهای مبدل در [۶] داده شده است.

برای طراحی مبدل DCبهDC، ولتاژ نامی ورودی و مقادیر بار پیش­بینی می­گردد. در عمل این مقادیر نامی ممکن است کمی انحراف داشته باشند. برای مثال، ۲۰% تغییر (نوسان) خط مورد انتظار می­باشد و یا بار نامی ممکن است به سمت بی­باری و یا بار کامل منحرف گردد. این موارد در [۱] ،  [۲] ، [۳] ، [۴] و [۶] مورد مطالعه قرار گرفته است.

هدف ازمطا لعه ی تداخل الکترومغناطیسی (EMI) مطمئن شدن از این است که سیستم الکترونیکی می­تواند دریک محیط الکترومغناطیسی،  بدون پاسخ به نویز الکتریکی یا تداخل الکتریکی ناخواسته تولید شده، عمل کند. برای مثال در منبع تغذیه DCبهDC، EMIبر روی قطعات مبدل تاثیر می­گذارد. تاثیرات EMIبر مبدل DCبهDC در مرجع [۷] مورد مطالعه قرار گرفته است.

موارد فوق ممکن است باعث شود تا مبدل از شرایط عملکرد مطلوب دچار انحراف گردد. اگر انحراف پارامترها افزایش یابد، ممکن است که مبدل اساسا در حالت ماندگار عمل نکند(ناپایدار شود). تعدادی از روش­های کنترلی به منظور کنترل SMPS ها مورد استفاده قرار گرفته­اند و مشکل ذکر­شده را حل کرده­اند. از آنجاییکه یک روش کنترلی خاص، در مقایسه با سایر روش­ها ممکن است مناسب­ترین روش( تحت شرایط خاصی) ­باشد، بنابراین هر روش کنترلی مزایا و نقاط ضعف خود را دارد. معمولاً ، دست یافتن به یک روش کنترلی مطلوب است که بهترین عملکرد را تحت شرایط خاصی دارد.

اهداف تحقیق

این پایان­نامه دلایلی را که منجر به انتخاب یک روش کنترلی خاص، یعنی روش کنترل مد لغزشی ([۴]SMC) در مقایسه با سایر روش­های کنترلی، را تحت تاثیر قرار می­دهد، معرفی کرده است. تجزیه و تحلیل دقیق SMC پیاده­سازی­شده بر روی توپولوژی­های مبدل DCبهDC صورت گرفته است.

به منظور ثبت کردن مزیت­های SMC، یک روش کنترلی دیگر انتخاب شده است. پاسخ مبدل در حالت ماندگار و ناحیه­های دینامیکی که بوسیله دو روش کنترلی مختلف کنترل می­شد (PID[5] و SMC) مورد مقایسه قرار گرفته است.

کار تحقیقاتی صورت گرفته در توالی منطقی زیر صورت پذیرفته است:

• مطالعه توپولوژی­های مبدل DCبهDC؛
• مطالعه روش­های کنترلی جهت کنترل مبدل­های DCبهDC؛
• انتخاب مبدل­های DCبهDC به عنوان توپولوژی­های مبدل که آزمایش­ها بر روی آن­ها انجام شده است؛
• انتخاب کنترل PID مرسوم به عنوان یک روش کنترلی؛
• انتخاب SMC به عنوان دومین روش کنترلی؛
• مطالعه رفتار مبدل­های DCبهDC در حالت ماندگار و تحت شرایط دینامیکی هنگامی که دو روش کنترلی پیاده­سازی می­گردد
• مقایسه نتایج و تعییم مناسب­ترین روش کنترلی.

ذکر این نکته قابل توجه است که تاثیر SMC بر رفتار مبدل در حالت ماندگار و تحت شرایط دینامیکی بهتر از روش کنترل PID می­باشد.

روند کار تحقیقاتی صورت گرفته به صورت زیر توصیف می­گردد:

در فصل دوم منبع تغذیه خطی بررسی شده و مزیت­ها و نقاط ضعف آن مورد بحث قرار گرفته است.در بخش بعدی، SMPS ها به طور جزئی مورد مطالعه قرار گرفته و مزیت­ها و نقاط ضعف آن­ها نسبت به رگولاتورهای خطی نشان داده شده است. طبقه­بندی  SMPS ها در مبدل­های DCبهDC ایزوله­شده و ایزوله­نشده داده شده است. مبدل رزونانسی DCبهDC مورد مطالعه قرار گرفته و مزیت­های آن بر روی مبدل­های DCبهDC با سوئیچینگ سخت نشان داده شده­اند.

مبدل­های DCبهDC هم در مد هدایتی پیوسته (CCM) و هم در مد هدایتی ناپیوسته (DCM) عمل می­کنند. تحلیل­ها برای انتخاب مقدار اولیه القاگر برای سه مبدل DCبهDC اساسی (کاهنده، افزاینده وکاهنده-افزاینده) که مبدل را ملزم به عملکرد هم در حالت CCM و هم در حالت DCM می­کند داده شده است.یک جدول  برای انتخاب مقدار بحرانی القاگر داده شده است. در پایان این فصل، یک طبقه­بندی از منابع تغذیه DCبهDC آشنا نشان داده شده است.

در فصل سوم یک روش کنترلی استفاده شده در مبدل­های DCبهDC شامل کنترل PID، کنترل هیسترزیس، کنترل تطبیق­پذیر، کنترل برنامه­ریزی جریان، کنترل ساختار متغیر ([۶]VSCS) و کنترل مد لغزنده (SMC) مورد مطالعه قرار گرفته و هر حالت به صورت جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. تحلیل کنترلی هر یک از روش­های کنترلی داده شده و مزایا و نقاط ضعف هر کدام نشان داده شده است. دلایل انتخاب SMC به عنوان روش کنترلی اصلی برای SMPS ها در کار تحقیقاتی داده شده­اند. اصول اساسی SMC بوسیله معادلات ریاضی نشان داده شده است.

فصل چهارم به صورت جزئی SMC را توضیح می­دهد و به صورت خلاصه تاریخچه آن را مرور می­کند. قسمت مقدماتی فصل دلایل را معرفی می­کند. Utkin که یکی از نخستین دانشمندانی است که با موضوع سروکار داشته است]۱[، به طور خلاصه مهمترین تحقیقات خود را در این زمینه معرفی می­کند. در بخش بعدی، مروری بر تئوری SMC مخصوصاً شرایط وجود، شرایط حصول، توصیف سیستم در مد لغزشی و ارتعاشات کاترینگ[۷] داده شده است. این معادلات ریاضی برای اثبات تحلیل مورد استفاده قرار می­گیرند. تحقیقات و کاربردهای SMC در سیستم­های الکتریکی و مکانیکی در یک دیاگرام نشان داده شده است.

در بخش بعدی فصل چهارم، SMC بر روی مبدل کاهنده پیاده­سازی شده و تئوری­های SMC ذکرشده در بالا اثبات گردیده است. نتایج بدست آمده با استفاده از نتایج شبیه­سازی مورد تایید قرار گرفته است.سرانجام تحقیقات و کاربردهای SMC برای مبدل­های DCبهDC به صورت جزئی­تر داده شده­اند.

در فصل پنجم، نتایج بدست آمده از کار تحقیقاتی داده شده و آثار چاپ شده توضیح داده شده­اند. سرانجام، قسمت­های اصلی این پایان­نامه خلاصه شده و پیشنهادات برای ادامه کار تحقیقاتی داده شده است

مسترداک | آموزش زبان انگلیسی | اپلیکیشن | بانک اطلاعات | برنامه نویسی و طراحی وب سایت | قالب و افزونه | پایان نامه دکترا | تاریخ | تربیت بدنی | جغرافیا | حسابداری | حقوق | رشته های پزشکی | پزشکی | روانشناسی | زبان و ادبیات فارسی | علوم تربیتی | فقه و مبانی حقوق اسلامی | کشاورزی | کلام تطبیقی | مدیریت | پایان نامه کارشناسی | پایان نامه کارشناسی ارشد | تربیت بدنی | علوم انسانی | اقتصاد | تاریخ | باستان شناسی | جغرافیا | حقوق | رشته حسابداری | روانشناسی | زبان و ادبیات عربی | زبان و ادبیات فارسی | علوم اجتماعی | علوم تربیتی | علوم سیاسی | فقه و حقوق اسلامی | کتابداری و اطلاع رسانی | مدیریت | علوم پایه | زمین شناسی | زیست شناسی | شیمی | فنی و مهندسی | برق | صنایع غذایی | عمران | کامپیوتر و فناوری اطلاعات | کشاورزی | هنر و معماری | معماری | پروژه آموزشی | تحقیق و جزوات آموزشی | ترجمه مقالات ISI | طرح توجیهی | کتاب | گزارش کارآموزی | نرم افزار |