PV beslemeli DA-DA azaltan-artıran dönüştürücününmodel öngörülü kontrol ile denetlenmesi
Model predictive control of A PV-FED DC-DC buck-boost converter
- Tez No: 1001557
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA AKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, bir fotovoltaik (PV) panel tarafından beslenen tersleyici azaltan-arttıran DA–DA dönüştürücüsünün kontrolünü incelemekte ve üç farklı kontrol stratejisini karşılaştırmaktadır: Oransal–İntegral (PI), Kayan Kipli Kontrol (KKK) ve Model Öngörülü Kontrol (MÖK). Dönüştürücü sürekli iletim modunda (CCM) çalışacak şekilde tasarlanmış olup indüktör seri direnci ile kapasitörün eşdeğer seri direnci gibi parazitik elemanlar modele açıkça dâhil edilmiştir. İlk olarak, PV kaynaklı azaltan-arttıran dönüştürücünün ortalama durum-uzayı modeli elde edilmiş ve her bir kontrol stratejisi bu modele dayalı olarak tasarlanmıştır. PI denetleyici, çıkış gerilimini referans değere düzenlemek amacıyla geleneksel geri besleme yapısı kullanılarak uygulanmıştır. KKK denetleyici ise çıkış gerilimi hatası ile indüktör akımını birleştiren bir kayma yüzeyi üzerinden geliştirilmiş ve hızlı ile sağlam bir dinamik performans sağlamıştır. MÖK denetleyici ise ayrık zamanlı bir tahmin modeli kullanmakta ve sonlu bir tahmin ufku üzerinde karesel bir maliyet fonksiyonunu en aza indirerek görev oranını belirlemektedir. Denetleyiciler MATLAB/Simulink ortamında değişen giriş gerilimi ve yük koşulları altında simüle edilmiştir. Performansları yükselme zamanı, aşım, yerleşme zamanı, kalıcı durum hatası ve bozucu reddetme kabiliyeti açısından karşılaştırılmıştır. Ayrıca, TMS320F28379D sayısal işaret denetleyicisi üzerinde gerçek zamanlı bir donanım uygulaması gerçekleştirilmiş ve simülasyon bulguları deneysel olarak doğrulanmıştır. Sonuçlar, PI denetleyicinin sadelik sunduğunu ancak sınırlı dinamik performansa sahip olduğunu, KKK'nin çatırtı pahasına hızlı ve sağlam bir tepki sağladığını, MÖK'nin ise iyileştirilmiş geçici tepki, azaltılmış kalıcı durum hatası ve geliştirilmiş akım düzenlemesi ile en iyi genel performansı elde ettiğini göstermekte olup PV tabanlı güç dönüştürme sistemlerinde denetleyici seçimine yönelik pratik bir rehber sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis examines the control of an inverting buck-boost DC–DC converter supplied by a photovoltaic (PV) panel and compares three different control strategies: Proportional–Integral (PI), Sliding Mode Control (SMC), and Model Predictive Control (MPC). The converter is designed to operate in continuous conduction mode (CCM), and parasitic elements such as the inductor series resistance and capacitor equivalent series resistance are explicitly included in the model. First, an average state-space model of the PV-fed buck-boost converter is derived, and each control strategy is designed based on this model. The PI controller is implemented to regulate the output voltage toward the reference value using a conventional feedback structure. The SMC controller is developed using a sliding surface that combines the output voltage error and the inductor current, providing fast and robust dynamic performance. The MPC controller employs a discrete-time prediction model and determines the duty cycle by minimizing a quadratic cost function over a finite prediction horizon. The controllers are simulated in MATLAB/Simulink under varying input voltage and load conditions. Their performances are compared in terms of rise time, overshoot, settling time, steady-state error, and disturbance rejection capability. Additionally, a real-time hardware implementation is carried out on a TMS320F28379D digital signal controller, and the simulation findings are validated experimentally. The results indicate that the PI controller offers simplicity but limited dynamic performance, the SMC provides fast and robust response at the cost of chattering, while the MPC achieves the best overall performance with improved transient response, reduced steady-state error, and enhanced current regulation, thereby providing practical guidance for controller selection in PV-based power conversion systems.
Benzer Tezler
- Enhancing photovoltaic system performance through NARX-LSTM forecasting and neuro-controller based MPPT techniques
NARX-LSTM tahmın ve nöro-denetleyici temelli MPPT teknikleri vasıtasıyla fotovoltaık sistem performansının artırılması
OUBAH ISMAN OKIEH
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Sokak aydınlatması için PV beslemeli yüksek verimli led sürücü devresi tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and construction high efficiency pv sourced led driver circuit for street illuminance
ÜNAL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHarran ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KIRÇAY
- Design of a photovoltaic-based renewable power system for an electrical machine laboratory: Operation and performance analysis
Başlık çevirisi yok
AFIAA I. I. NANISH
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECİBE FÜSUN OYMAN SERTELLER
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER NABİ AKPOLAT
- Kınshasa'nın kırsal alanlarındaki evsel bazlı elektrik enerjisi ihtiyacını karşılaşmak amaçlı fotovoltaik sistemlerin konutlara entegrasyonu üzerine bir araştırma
Study of the integration of photovoltaic systems in household to meet electrical energy needs of rural areas in Kinshasa
ILUNGA MUKADI MARTH
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge ÜniversitesiGüneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NUMAN SABİT ÇETİN
- Serological investigation of peste des petits ruminants in lambs in Iraq-Kirkuk region
Irak–Kerkük bölgesinde kuzularda küçük ruminant vebası (pestedes petits ruminants ppr)'ın seroprevalansı
SARWAT KHORSHED RAHEEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Sağlık YönetimiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiSağlık Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN KOZAT