DC-DC Boost Dönüştürücü için Ziegler-Nichols Yöntemi ve Parçacık Sürü Algoritması ile PI Denetleyici Tasarımı

Dinç E., Alışkan İ.

2nd International Congress on Multidisciplinary Natural Sciences and Engineering, Ankara, Türkiye, 1 - 02 Aralık 2022, ss.46-480

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.46-480
  • Yıldız Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Bu makale, Sürekli İletim Modu (CCM) boost DC-DC dönüştürücü için parametreleri Ziegler-Nichols Yöntemi ve Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ile ayarlanan PI denetleyicilerini sunar. Son zamanlarda, elektrikli araçların DC şebeke voltajını sabit bir genlikte tutmak için boost dönüştürücüler yaygın olarak kullanılmaktadır. Kesikli yapıları nedeniyle doğrusal olmayan sistemler olan boost dönüştürücülerin modellenmesinde ise özel tekniklere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada öncelikle 5-15 V giriş gerilim aralığında ve 25 V çıkış gerilimi için tasarlanan dönüştürücünün lineer modeli sürekli iletim modunda çalışmasına uygun olarak elde edilmiştir. İkinci olarak, nominal çalışma koşulları için sistem modeli, durum uzayı averaj modeli ve küçük sinyal modeli yaklaşımları ile elde edilmiştir. Daha sonra kontrolörler Ziegler Nichols Metodu ve Parçacık Sürü Optimizasyonu ile tasarlanmıştır. PSO, 10 ve 20 parçacıklı olmak üzere iki farklı şekilde gerçekleştirilmiştir. Daha sonra elde edilen oransal kazanç ve integral kazancı opamplar ile analog devre olarak sentezlenmiştir. Son olarak, iki farklı yöntemle tasarlanan bu üç PI denetleyicinin performans analizleri, PSIM’de gerçeklenen simülasyon çalışmalarının sonuçları kullanılarak sunulmuştur. Ortalama Karesel Hata (MSE), sunulan çalışmalar için kontrol performans indeksi olarak kabul edilmiştir. Sonuçlar 20 parçacıklı PSO algoritması ile geliştirilen PI kontrolörün diğerlerinden daha başarılı olduğunu göstermiştir.