شکل ۲-۷: قطعات رزونانسی اضافه شده به مبدلهای DCبهDC 35
شکل ۲-۸-: توپولوژی مبدل DCبهDC کاهنده ۳۸
شکل ۲-۹: رگولاتور خطی ترکیبی و رگولاتورهای سوئیچ برای کاربردهای مختلف ۴۱

شکل ۲-۱۰- رگولاتور خطی ترکیبی و رگولاتور سوئیچشده برای حذف نویز و ریپل ۴۱
شکل۳-۱- یک بلوک دیاگرام نشان دهنده تعدادی از روش‌های استفاده شده برای کنترل مبدل‌های DCبه DC 50
شکل۳-۲-: یک بلوک دیاگرام ساده شده برای مبدل DCبهDC با کنترل کننده PID 53
شکل ۳ـ۳ـ a) دیاگرام بود مبدل کاهنده DCبهDC 54
شکل ۳ـ۳ـ b) دیاگرام بود مبدل باک DCبهDC . 55
شکل ۳-۴- حدود مقدار خروجی با توجه به زمان ۵۶
شکل ۳-۵: کنترل هیسترزیس مبدل باک DCبهDC براساس ولتاژ خروجی. ۵۷
شکل ۳-۶: رفتار زمانی مبدل باک DCبهDC تحت کنترل هیسترزیس ۵۸
شکل۳-۷: کنترل هیسترزیس برای مبدل افزاینده DCبهDC براساس ولتاژ خروجی ۵۸
شکل۳-۸- کنترل هیسترزیس برای مبدل کاهنده- افزاینده DCبهDC . 59
شکل ۳-۹یک سیستم کنترل تطبیقی مدل مرجع نشان‌دهنده چهار بخش اصلی استفاده شده ۶۱
شکل ۳-۱۰- یک کنترلر خود تنظیم‌گر. ۶۲
شکل ۳-۱۱- بلوک دیاگرام نشان‌دهنده ساختار و کنترل برنامه‌ریزی با جریان با سه مبدل DCبهDC ایزوله نشده ۶۴
(t) برای مدار کنترل برنامه‌ریزی یا جریان ۶۵
شکل۳-۱۳- a) نوسان ناپایدار b) فرمان پایدار ۶۷
شکل۳-۱۴: پایدارسازی کنترل برنامه‌ریزی جریان با افزدون یک شیب مصنوعی به جریان اندازه‌گیری شده سوئیچ. ۶۷
شکل ۳-۱۵- یک بلوک دیاگرام ساده از یک سیستم درجه ۲ (دو انتگرال‌گیر) با کنترل فیدبک استفاده شده ۶۸
شکل ۳-۱۶-: تصویر فاز از حرکت هارمونیکی ساده. ۶۹
شکل ۳-۱۷.صفحه فاز سیستم تحت VSCS. 70
شکل ۳-۱۸: تصویر فاز سیستم برای مقادیر بزرگẏy- 73
شکل ۳-۱۹: تصویر فاز سیستم تحت کنترل VSC نزدیک مبدأ ۷۳
شکل ۳-۲۰: تصویر فاز یک حرکت لغزشی. ۷۴
شکل ۴ ـ ۱ بلوک دیاگرام نشان دهنده ساختار SMC برای مبدل‌های DC به DC 78
شکل ۴ ـ ۲ ـ ساختار مبدل DCبهDC کاهنده ۷۹
شکل ۴ ـ ۳:خط مسیر سیستم و خط لغزش در طرح فاز مبدل DCبهDC کاهنده ۸۰
شکل ۴ ـ ۴: ناحیه وجود مدلغزشی و در طرح فاز ۸۳
c. 83
شکل ۴ ـ‌۶: پاسخ زمانی ولتاژ خروجی به ازای مقادیر مختلف K 84
شکل ۴ ـ ۷: پاسخ زمانی جریان سلف به ازای مقادیر مختلف K 84
شکل۴-۸: پاسخ زمانی ولتاژ خروجی PID. 85
شکل ۴-۹: پاسخ زمانی ولتاژ خروجی SMC. 85
شکل ۴-۱۰: پاسخ زمانی ولتاژ خروجی PID,SMC. 85
شکل ۴-۱۱: پاسخ زمانی ولتاژ خروجی SMC 86
شکل پ-۱: توپولوژی مبدل افزاینده DCبهDC 92
شکل پ-۲: توپولوژی مبدل DCبهDC کاهنده-افزاینده ۹۵
شکل پ-۳: مدل سیمولینک برای مبدل DCبهDC کاهنده با کنترل PID 108
شکل پ-۴ : مدل سیمولینک برای ساختار داخلی مبدل DC بهDC کاهنده ۱۰۸
شکل پ-۵ : مدل سیمولینک برای ساختار داخلی یک PID 109
شکل پ-۶ : مدل سیمولینک برای مبدل DCبهDC کاهنده با SMC. 109
شکل پ-۷ : مدل سیمولینک برای ساختار داخلی مبدل DCبه DC کاهنده. ۱۱۰
شکل پ-۸: مدل سیمولینک برای مبدل DC بهDC کاهنده با SMC، ۱۱۱
شکل پ-۹: مدل سیمولینک برای ساختار داخلی مبدل DCبهDC کاهنده ۱۱۱
شکل پ-۱۰: مدل سیمولینک برای ساختار داخلی SMC 112
چکیده
در این پایان نامه طراحی کنترل کننده مقاوم در برشگرهای الکترونیک قدرت و مقایسه آن با روش های کنترل خطی مورد بررسی قرار گرفته­است. هدف اصلی تحقیق و توسعه در این زمینه، همواره یافتن مناسب­ترین روش کنترل به منظور پیاده­سازی کنترل حلقه بسته بر روی توپولوژی­های مختلف برشگر های الکترونیک قدرت می­باشد. به عبارت دیگر، هدف از انتخاب یک روش کنترلی، بهبود بازده مبدل، کاهش­ تاثیراغتشاشات (خط وتغییرات بار)، کاستن از تاثیرات تداخل الکترومغناطیسی و نیز تاثیرپذیری کمتر از تغییرات المانهای مبدل می­باشد. در این پایان نامه، مطالعه روش­های مختلف کنترلی پیاده­شده بر روی منابع تغذیه سوئیچینگ­ مانند کنترل خطی و مد لغزشی آورده 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 DC بهDC کاهنده مورد آزمایش قرار گرفته­اند. نرم­افزار Matlab به منظور شبیه سازی روش کنترل خطی و 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 پایان نامه نشان داده 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 می­ کند.
کلمات کلیدی: مبدل قدرت DCبهDC، سیستم ساختار متغیر،کنترل مد لغزشی، صفحه لغزشی، پاسخ دینامیکی و حالت ماندگار
فصل اول
کلیات تحقیق
۱-۱-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 DC بهDC، 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 می­ کنند و این خاصیت آن­ها را قادر به استفاده از قطعات القایی کوچک می­کندکه باعث بهبود رفتار دینامیکی و نیز کاهش سایز مبدل می­گردد.