ارائه يك كنترل كننده تركيبي بهينه شده مبتني بر NSGA-II براي مبدل سوئيچينگ بوست

Presenting an Optimized Combinational Controller based on NSGA-II for Boost Switching Converter

هدف از اين تحقيق طراحي يك كنترل كننده ديجيتال جديد براي مبدل سوئيچينگ بوست در حالت هدايت پيوسته و حالت كنترل ولتاژ مي باشد. در حالت هاي كاركرد ذكر شده تابع انتقال مبدل بوست داراي يك صفر سمت راست و يك جفت قطب مختلط است كه مكان آنها شديدا وابسته به مقادير بار، ولتاژ ورودي، ولتاژ مرجع و عناصر استفاده شده در مبدل مي باشد. ساختار كنترل كننده پيشنهادي متشكل از يك كنترل كننده استاندارد typeIII و يك كنترل كننده PID داراي صفرهاي مختلط مي باشد. پارامترهاي اين كنترل كننده با استفاده از يك روش بهينه سازي فراابتكاري چند هدفه جهت بهبود رفتار مبدل در زمان راه اندازي، تغيير بار و ولتاژ مرجع و همچنين دسترسي به مقادير حد فاز و حد بهره مناسب بدست آمده اند. نتايج شبيه سازي و پياده سازي عملي، نشان مي دهند كه عملكرد كنترل كننده پيشنهادي نسبت به نوع استاندارد typeIII بهبود چشمگيري پيدا كرده است. مزاياي اين كنترل كننده، پاسخ مناسب در تمامي محدوده كاركرد مبدل، عدم نياز به فيدبك جريان، پايداري مناسب، تحقق ساده و قيمت ارزان مي باشد.

The main goal of this research is to design a new digital controller for a boostswitching converter in Continuous Conduction Mode (CCM), which operates in Voltage Mode Control (VMC). Boost converter transfer function in the mentioned modes have one Right Half Plane (RHP) zero and a pair of complex poles while their places are severely dependent on input voltage, reference voltage and converter elements. Parameters of the proposed controller have been obtained by using a meta-heuristic multi-objective optimization method to gain an improved converter behavior in startup, load change and reference voltage change conditions along with appropriate gain and phase margins. The proposed controller is a combination of a standard typeIII controller and a PID controller with complex zeros. Simulation and experimental results illustrate that converter performance based on the proposed controller has a significant improvement rather than typeIII controller. Main benefits of the proposed controller includes achieving a suitable response in whole range of converter operation, not to need a current feedback, appropriate stability and simple and cost-effective implementation.