مقايسه كنترل پيش‌ بين FCS-MPC و كنترل پيش‌ بين مبتني بر تئوري لياپانوف در يكسوساز PUC هفت ‌سطحي

در اين مقاله، دو روش كنترل پيش ‌بين براي يكسوساز چندسطحي با خروجي دوگانه مقايسه شده است. ساختار مورد بررسي، يكسوساز PUC هفت‌سطحي است كه بر اساس قابليت اطمينان بالا و هزينه كم انتخاب شده است. افزايش تعداد سطوح ولتاژ ورودي به كاهش دامنه هارمونيك‌ها و به تبع آن، كاهش حجم فيلترهاي توان كمك مي‌كند. از طرفي هدايت جريان در اين مبدل به‌صورت پيوسته انجام مي‌شود و مشكلات گسستگي جريان مانند پيچيدگي در تحليل و اجبار به استفاده از فيلترهاي القايي بزرگ در سمت DC برطرف مي‌گردد. در مرحله اول، طراحي بر اساس روش FCS-MPC انجام شده و دو ولتاژ خروجي متفاوت با نسبت‌هاي 1 و 3 به‌دست آمده و كنترل مقادير DC خروجي و رسيدن به ضريب توان واحد به‌خوبي تأمين گرديده است. سپس براي رسيدن به پايداري بهتر در سيستم از روش MPC مبتني بر تئوري لياپانوف استفاده شده است. در اين روش، متغيرهاي هدف در دل تابع لياپانوف تعريف شده‌اند و تابع هزينه نيز برگرفته از همان تابع لياپانوف مي‌باشد. از مزاياي اين رهيافت نسبت به روش MPC معمولي، عدم نياز به تنظيم بهره، پياده‌سازي آسان‌تر و تعداد سنسورهاي كمتر است (جريان بار با استفاده از مدل رياضي يكسوساز 7PUC تخمين زده مي‌شود). شبيه‌سازي هر دو روش FCS-MPC و MPC مبتني بر روش لياپانوف با استفاده از Matlab/Simulink انجام شده و نتايج هر دو روش در كنار هم، ارائه و با يكديگر مقايسه گرديده‌اند. نهايتاً مشاهده مي‌شود كه در روش مبتني بر لياپانوف، رهگيري جريان به‌صورتي نرم‌تر و با نوسانات كمتري انجام شده و ولتاژ هفت‌سطحي يكسوساز نيز الگويي منظم‌تر و شكل سينوسي بهتري دارد.