Yarı anahtarlamalı yükselten eviriciler için geçici rejim performansının iyileştirilmesine yönelik ileri kontrol yaklaşımları
Advanced control approaches for enhancing the transient response of quasi-switched boost inverters
- Tez No: 1002734
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ÖZDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yenilenebilir enerji kaynaklarının artan entegrasyonu ile birlikte, güç elektroniği dönüştürücüleri modern güç sistemlerinde önemli bir rol oynamaktadır. Bununla birlikte, bu sistemlerde yer alan evirici topolojilerinde hedeflenen kalıcı durum ve dinamik performans kriterlerini sağlamak, kontrol tasarımı açısından önemli zorluklar barındırmaktadır. Giriş gerilimindeki dalgalanmalar ve yük değişimleri, çıkış geriliminde sapmalara neden olarak sistem kararlılığını ve güç kalitesini olumsuz etkileyebilmektedir. Bu tez çalışmasında, bir empedans kaynaklı evirici türü olan yarı anahtarlamalı yükselten evirici topolojisinin geçici rejim performansını iyileştirmeye yönelik ileri kontrol yaklaşımları ele alınmıştır. Öncelikle sistemin çalışma prensibi incelenmiş, farklı anahtarlama durumlarına ilişkin dinamik denklemler elde edilerek sistemin durum-uzay modeli oluşturulmuştur. Ayrıca, empedans ağında yer alan pasif elemanların tasarım kriterleri belirlenmiş ve kontrol tasarımına temel teşkil edecek küçük sinyal modellemesi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen model temel alınarak sistem için farklı kontrol stratejileri tasarlanmıştır. Bu kapsamda, kısa devre anahtarlama oranının denetlenmesi amacıyla oransal-integral kontrol, Lyapunov fonksiyonu tabanlı kontrol ve model öngörülü kontrol yöntemleri uygulanmıştır. Çıkış gerilimi referansının doğru bir şekilde takip edilmesini sağlamak amacıyla oransal-rezonans kontrolör kullanılmıştır. Önerilen kontrol yöntemlerinin performansı, yük ve giriş gerilimi değişimi senaryoları altında gerçekleştirilen benzetim çalışmaları ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, model öngörülü kontrol yaklaşımının özellikle geçici rejim hatasını azaltma, referans izleme doğruluğunu artırma ve sistem kararlılığını iyileştirme açısından daha üstün performans sergilediğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Power electronic converters play a key role in modern power systems with the increasing integration of renewable energy sources. The inverter topologies used in these systems introduce various control challenges in terms of achieving the required steady-state and dynamic performance. In particular, input voltage fluctuations and load variations can lead to undesirable output voltage deviations, adversely affecting system stability and power quality. In this thesis, advanced control approaches are proposed to enhance the transient response of the quasi-switched boost inverter, a class of impedance-source inverters. First, the operating principles of the system are analyzed, and dynamic equations for different switching states are derived to obtain a state-space model. Furthermore, design criteria for the passive components in the impedance network are determined, and small-signal modeling is performed for control design purposes. Based on the developed model, various control strategies are implemented to regulate the shoot-through duty cycle, including PI control, Lyapunov function-based control, and model predictive control, while a proportional-resonant controller is utilized to ensure accurate tracking of the output voltage reference. The performance of the proposed control methods is investigated through simulations under load variation and input voltage fluctuation scenarios. The results demonstrate that the model predictive control approach exhibits superior performance, particularly in terms of reducing transient error, improving reference tracking accuracy, and enhancing overall system stability.
Benzer Tezler
- Fotovoltaik sistemler için yüksek kazançlı da-da dönüştürücü tasarımı
Design of a high-gain da-da converter for photovoltaic systems
MURAT BİRKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiBatman ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET GÜNDOĞDU
- Sepıc dönüştürücünün analizi ve farklı kontrol yöntemleri ile çıkış geriliminin denetlenmesi
Analysis of sepic converter and control of output voltage by different control methods
MUHAMMET EMİN KALÇIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED FATİH ÇORAPSIZ
- Çok çıkışlı LLC rezonans çeviricilerde transformatör değişkenlerinin devrenin verimine etkisinin tespitine katkılar
Contributions to determining the effect of transformer parameters on efficiency of multi-output resonant converters
MUSTAFA KÜÇÜKKURU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ
- Yüksek doluluk oranlı ve yüksek verimli bir aktif bastırmalı ileri yönlü dönüştürücünün tasarımı
Design of an active clamp forward converter with high duty cycle and high efficiency
MURAT AKKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI BODUR
- GaN yarı iletken tabanlı totem-pole köprüsüz yükselten PFC dönüştürücü analizi ve tasarımı
GaN semiconductor based totem-pole bridgeless boost PFC analysis and design
ENES ÇATLIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YILDIRIM