Abstract
This paper focuses on the problem of controlling a single phase DC-AC switched power converter used in Uninterruptible Power Supply (UPS). The control objective is to generate, at the system output, a sinusoidal voltage with amplitude and frequency fixed by the reference signal. To this end, three types of regulators are designed based on Backstepping technique, Sliding Mode approach and linear PID controller. A comparative study of performances of designed controllers is made by simulations in Matlab/Simulink environment
چکیده
این مقاله بر روی مشکل کنترل یک مبدل قدرت DC-AC جهت استفاده در برق اضطراری (UPS) تمرکز میکند. هدف از کنترل، تولید یک ولتاژ سینوسی با دامنه و فرکانس مطابق با سیگنال مرجع است. برای رسیدن به این هدف سه نوع تنظیم کننده بر مبنای تکنیک Backstepping، روش Sliding Mode (لغزشی) و کنترل کننده خطی PID طراحی شده است. شبیه سازی عملکرد کنترل کننده ها توسط Simulink متلب انجام شده و با استفاده از نتایج آن، یک مطالعه مقایسه ای تهیه شده است.
1-مقدمه
تامین برق اضطراری در حال تبدیل شدن به قابلیت مهمی برای بسیاری از دستگاه های الکترونیکی و کامپیوتری خانگی یا صنعتی است. تجهیزات کامپیوتری، شیمیایی، پزشکی یا هوانوردی در برابر اغتشاشات شبکه بسیار حساس هستند (نویز، تغییر فرکانس، ولتاژ لبه دار و موج دار، قطعی، قطعی های کوچک و هارمونیک ها). عواقب آن از دست دادن اطلاعات (داده ها) و از کار افتادن تجهیزات از طریق عملکرد زودرس و خطاهای تصادفی است. این برنامه ها در حضور بار های مختلف و غیرخطی، به یک شکل موج کاملا سینوسی با فرکانس ثابت (50، 60 یا حتی 400 هرتز) و دامنه ثابت و پایدار نیاز دارد. علاوه بر این با توجه به پیشرفت های صورت گرفته در سال های اخیر در حوزه الکترونیک قدرت و الکترونیک دیجیتال،مشاهده میشود که توابع مبدل های استاتیک به تدریج درحال بهبود هستند و استفاده از آنها در حال گسترش است. بنابراین عملکرد اینورتر های UPS طراحی شده دارای اعوجاج پایین در ولتاژ خروجی است. در ابتدا این اینورترها به وسیله قوانین کلاسیک کنترل PI مبتنی بر رویکرد خطی کنترل میشدند. این روش برای شناخت محدودیت های پایداری و اعمال پاسخ گذرا در مورد اغتشاشات قوی خارجی سخت است...