Статья

Название статьи СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ПОНИЖАЮЩЕГО НЕИЗОЛИРОВАННОГО ИМПУЛЬСНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
Автор О.Г. Межаков
Рубрика РАЗДЕЛ II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И УСТРОЙСТВ
Месяц, год 08, 2016
Индекс УДК 681.51
DOI 10.18522/2311-3103-2016-8-3748
Аннотация Работа посвящена исследованию процессов управления для широтно-импульсных пре-образователей постоянного тока. Рассматривается широтно-импульсный неизолированный понижающий преобразователь постоянного тока. Цель данной работы – провести синтез синергетического регулятора широтно-импульсного неизолированного преобразователя напряжения и провести оценку качества переходной характеристики выходного напряжения при различных нагрузках. Реализация алгоритмов управления на цифровых вычислителях. Регуляторы с синергетическим управлением обеспечивают асимптотическую устойчивость широтно-импульсных преобразователей относительно их желаемых режимов работы, инвариантность к изменению нагрузки широтно-импульсного преобразователя и робастность к изменению их параметров. При работе импульсного преобразователя в широком диапазоне температур окружающей среды, происходит изменение характеристик радиоэлементов под воздействием внешних факторов, которые оказывают влияние на стабильность работы системы. Возможные хаотично изменяющийся характер токовой нагрузки, выбросы и падения напряжения входной сети, сокращают время наработки на отказ радиоэлементов преобразователя напряжения. Проведенные исследования показывают целесообразность применения синергетического регулятора в импульсных источниках питания в условиях работы с неопределенными внешними возмущениями. Показано преимущество синергетического метода в сравнении с традиционными регуляторами за счет введения функций зависимости параметров радиоэлементов от внешних факторов в синтезированное управляющее воздействие. В результате повышается устойчивость системы, снижаются «стрессовые» нагрузки радиоэлементов и повышается время наработки на отказ. Рассмотрен вопрос практической реализации синтезированного синергетического регулятора, понижающего неизолированного импульсного преобразователя напряжения. Проведен сравнительный анализ периферии 8 и 32-битных микроконтроллеров. В результате определена область микроконтроллеров способных удовлетворить требованиям к вычислительным мощностям, периферии синергетического регуляторам.

Скачать в PDF

Ключевые слова Широтно-импульсный преобразователь; понижающий неизолированный преобразо-ватель напряжения; метод АКАР; синтез; управление; интегральная адаптация; ПИД-регулятор; переменная структура; микроконтроллер.
Библиографический список 1. Chi, Kong Tse. Complex behavior of switching power converters // CRC PRESS. – 2004.
2. Middlebrook R.D. and C´uk S. A general unified approach to modeling switching-converter power stages // in Proc. IEEE Power Electronics Specialists Conf. – 1976. – P. 18-34.
3. Pelin D., Flegar I., Fischer D. Prediction and observation of chaos in the buck converter // Faculty of Electrical Engineering &Technical College Zagreb, University of Osijek. – 2007.
4. Somnath Maity, Tapas K. Bhattacharya and Soumitro Banerjee. Experimental Study of Chaos and Bifurcation in the Buck Converter // National conference on nonlinear systems & dynamics. – 2006.
5. Kocewiak L., Leth Bak C., Munk-Nielsen Stig. Bifurcations and Chaos in a Pulse Width Modu-lation Controlled Buck Converter // Institute of Energy Technology, Aalborg University, Pon-toppidanstræde 101, 9220 Aalborg, Denmark 2008.
6. Feigin M.I. Doubling of the oscillation period with C-bifurcations I piecewise continuous sys-tems // PMM. – 1970. – Vol. 34.
7. Zurita-Bustamante E.W., Linares-Flores J., Guzmán-Ramírez E., S.-Ramírez H. FPGA Imple-mentation of PID Controller for the Stabilization of a DC-DC “Buck” Converter. Universidad del Istmo, Mexico.
8. Shubhangi V. Pati, Tejashree R. Shukla, Paresh J. Shah. Modeling of PID controller based smps using FPGA // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. – 2012.
9. Bayati Poodeh M., s. Eshtehardiha, m.R. Zare. Application of Fuzzy Logic to Control the DC-DC Converter // 7th WSEAS International Conference on Electric Power Systems, High Volt-ages, Electric Machines, Venice, Italy, November 21-23, 2007.
10. Priyanka Srivastava, Sh. S.K. Singh, Sh. Nishant Tripathi. Study of fuzzy logic and PID con-troller in buck-boost converter // International Journal of Scientific Research Engineering & Technology (IJSRET). – 2014. – Vol. 3, Issue 6.
11. Reza Ilka, S. Asghar Gholamian, Behrouz Rezaie and Alireza Rezaie. Fuzzy Control Design for a DC-DC Buck Converter based on Recursive Least Square Algorithm // International Journal on Computational Sciences & Applications (IJCSA). – 2012. – Vol. 2, No. 6.
12. Guldemir Hanifi. Study of Sliding Mode Control of Dc-Dc Buck Converter // Energy and Power Engineering. – 2011. – P. 401-406.
13. Колесников А.А. Современная прикладная теория управления. Ч. 2. Синергетический подход в теории управления. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. – 558 c.
14. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н., Кузьменко А.А., Погорелов М.Е., Кондратьев И.В. Синергетические методы управления сложными системами: энергетические системы.
– М.: Едиториал УРСС, 2005.
15. Веселов Г.Е., Кондратьев И.В., Медведев М.Ю. Синергетическое управление широтно-импульсными преобразователями // Нелинейный мир. – 2004. – Т. 2, № 4. – С. 266-277.
16. Kondratiev I., Santi B., Dougal R., Veselov G. Synergetic control for dc-dc buck converters with constant power load // 35th Annual IEEE Power Electronics Conference. 20 25 June. Aachen. Germany. 200-1. – P. 3758-3764.
17. Kondratiev I., Santi B., Dougal R., Veselov G. Synergetic control for m-parallel connected dc-dc buck converters // 35th Annual IEEE Power Electronics Conference. 20 25 June. Aachen. Germany. 2004. – P. 182-188.
18. Kolesnikov A., Veselov G., Kolesnikov Al., Kravtchenko P., Pogorelov M., Dougal R., Kon-dratiev I. Synergetic Synthesis of Adaptive Regulators for DC/DC Boost Converters [Text]/ Power System 2002 Conference «Impact of Distributed Generation».March 13 15. Clemson. SC. USA. 2002.
19. Kolesnikov A. Veselov G.. Popov A. Kolesnikov Al., Medvedev M., Dougal R. Kondratiev I. Synergetic Control for Group of DC/DC Buck Converters // Power System 2002 Conference «Impact of Distributed Generation». March 13-15, Clemson, SC, USA, 2002.
20. Kolesnikov A., Veselov G., Kolesnikov Al., Monti A., Ponci F., Santi E., Dougal R. Synergetic synthesis of DC-DC converter controller: Theory and Experimental Analysis // IEEE APEC. March 10 14. Dallas. Texas. USA.2002. – P. 401-415.
21. Kazimierczuk M.K. Pulse-width modulated dc–dc power converters. – 2008.
22. Межаков, О.Г. Математическая модель понижающего преобразователя напряжения // Молодой ученый. – Март 2015. – С. 171-176.
23. Колесников А.А. Метод интегральной адаптации нелинейных систем на инвариантных многообразиях: наихудшие возмущения // Материалы 6-й научной конференции «Управление и информационные технологии» (УИТ-2010) ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». – 2010. – С. 22-28.
24. Katsuhiko Ogata. Modern Control Engineering. Fifth Edition.

Comments are closed.