كنترل دو مرحله اي هوشمند مبدل بوست آبشاري مبتني بر PID گام كسري

Intelligent Two-Stage Control of Cascaded Boost Converter Based on Fractional Order PID

يكي از راه هاي دست يابي به سطح ولتاژ مورد نظر در سيستم هاي قدرت استفاده از مبدل هاي DC-DC مي باشد. در ميان مبدل هاي DC-DC ، مبدل بوست از جايگاه ويژه اي برخوردار بوده و توپولوژي هاي متعددي نيز توسط متخصصين حوزه الكترونيك قدرت طراحي گرديده است. يكي از اين ساختار ها مربوط به مبدل بوست آبشاري مي باشد. از آنجايي كه ماهيت مبدل هاي بوست رفتار غيرخطي را از خود بروز مي دهند لذا طراحي يك كنترلر مطلوب به يك چالش جدي تبديل شده است. در اين پژوهش براي كنترل مبدل افزاينده آبشاري يك كنترلر دو مرحله اي هوشمند مبتني بر PID گام كسري پيشنهاد شده و ضرائب آن نيز توسط الگوريتم ژنتيك تعيين شده است. تابع هدفي كه جهت بررسي پاسخ گذرا سيستم مورد بررسي قرار گرفته انتگرال زمان در قدرمطلق تابع خطا نام دارد. جهت به چالش كشيدن متد پيشنهادي، چهار سناريو ورودي ثابت، افزايش ولتاژ ورودي، كاهش ولتاژ ورودي و شرايط تركيبي افزايش يا كاهشي بودن ولتاژ ورودي مورد تحليل واقع شده و تمام شبيه سازي هاي مذكور در محيط سيمولينك MATLAB بررسي شده است.

One of the ways to achieve the desired voltage level in power systems is to use DC-DC converters. Among the DC-DC converters, the boost converter has a special place and several topologies have been designed by experts in the field of power electronics. One of these structures is related to a cascaded boost converter. Since the nature boost converters exhibit nonlinear behavior, they become a serious challenge for designing an optimal controller. In this research, an intelligent two-stage controller based on fractional order PID is proposed to control the cascaded step-up converter, and its coefficients are also determined by the Genetic Algorithm. The objective function that is investigated to check the transient response of the system is called the integral of time multiplied absolute error. To challenge the proposed method, four scenarios of constant input, increasing input voltage, decreasing input voltage, and combined conditions of increasing or decreasing input voltage have been analyzed and all the mentioned simulations have been analyzed in the Simulink MATLAB environment.