Geri Dön

Finite control set model predictive control of direct matrix converter and dual-output power converters

Direk matriks dönüştürücüler ve çift-çıkışlı güç konvertörler için sonlu küme model öngörülü kontrol

PDF İndir

  1. Tez No: 722339
  2. Yazar: OZAN GÜLBUDAK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ENRİCO SANTİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University of South Caroline
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

Sonlu control set Model-tabanli tahmin kontrol metodu son yillarda guc elektronigi devrelerinde ve guc sistemlerinde cok buyuk bir popularite kazanmistir. MPC metodu sistemin matematiksel modelini kullanarak kontrol edilecek degiskenlerin bir sonraki ornekleme zamanindaki degerlerini tahmin edip, kullaniciya bagli bir maliyet fonksiyonunu cozerek optimum girisi hesaplamaktadir. Bu metod bazi guc konvertorleri icin avantajlidir, ornegin 3 fazli direk matriks konverter, cok-cikisli inverterler ve indirekt matriks konverter, ve lineer kontrollorler gibi kontrol parametlerinin ayarlanmasi gerekmemektedir. Konvensiyonler kontrolm teknikleri transitor suruculeri icin modulasyon tekniklerinin kullanimi zorunludur. MPC metodunda konvensiyonel modulasyon tekniklerine gerek kalmadan yari-iletken guc transistorlerini direkt olarak surebilmekteyiz. Bu tez icerisinde dort ayri bilimsel katki acilanacaktir. Birinci bilimsel katki direkt matriks konverterler icin FPGA-tabanli MPC algoritmasinin uygulanmasi. Konvensiyonel MPC uygulamasinda genellikle DPS ve dSPACE gibi gercek zamanli kontroller platformlari kullanilmaktadir. Bu konvensiyonel teknikler yeteri kadar hizli hesaplama yapamadiklari icin genellikle kontrollorun performansi negatif bir sekilde etkilenmektedir. Bu calismada onerilen FPGA-tabanli MPC uygulamasi, gereken sureyi 27 kat azaltarak cevre gurultulerine daha hizli cevap vermesi saglanmistir. Deneysel ve simulasyon sonuclari tez icerisinde gosterilmektedir. Ikinci bilimsel katki MPC algoritmasi icin sonlu set eliminasyon teknigidir. MPC metodunda birden fazla kontrol degiskeni kontrol edilmesi gerektigi durumlarda maliyet terimleri icin katsayilarin uygun bir sekilde ayarlanmasi gerekmektedir. Bu ayarlama prosesi genellile cok zaman alan ve deneme-yanilma metodu kullanilmaktadir. Onerilen teknik bu problemi ortadan kaldirarak birden fazla kontrol degiskeninin ayni anda katsayi kullanmadan kontrol edilmasini saglamaktadir. Onerilen metod deneysel olarak ispatlanmistir. Ucuncu bilimsel katki cok-cikisli inverterler icin MPC algortimasinin gelistirilmesi. Cok cikisli inverterlerin kontrolu genellikle cok komplikedir. Bu tur sistemlerin kontrolunu kolaylastirmak icin MPC teknigi cok-cikisli inverterler icin gelistirilip ve birden fazla 3 fazli yukun kontrolu saglanmistir. Kontrollor tasariminin yani sira, yuk akimi kestirimini yapabilmek icin lineer bir gozlemleyici dizayn edilmistir. Dorduncu bilimsel katki cok-cikisli indirekt matriks konvertorler icin MPC algoritmasinin gelistirilmesi. Indirekt matriks konvertorlerin kontrolu genelde cok karmasik modulasyon teknikleri ve birden fazla kontrol cevrimi icermektedir. Gercek hayat uygulmasi da oldukca karmasiktir. Butun bu dezavantajlari goz onunde bulundurarak, tek bir cevrim iceren MPC algoritmasi gelistirildi ve indirekt matriks konvertore uygulundi. Simulasyon sonuclari onerilen metodun konvensiyonel metodlara gore cok daha hizli calisitigini ve birden fazla yuklerin ayni anda cok rahat bir sekilde kontrol edilebilecegini gosterdi.

Özet (Çeviri)

Model Predictive Control (MPC) with a finite control set has been successfully applied to several power converter topologies as reported in the scientific literature and research activity on predictive control techniques has increased over the last few years. MPC uses a discrete-time model of the system to predict future values of control variables for all possible control actions and computes a cost function related to control objectives to find the optimal control action. The control action which minimizes the cost function is selected and applied to the system for the next time interval. Different control objectives can be introduced in the user-defined cost function and controlled simultaneously by solving the multi-objective optimization problem. This approach is particularly advantageous for certain power converter topologies, such as Direct Matrix Converter (DMC) and dual-output power converters, for which conventional control techniques require complicated Pulse Width Modulation (PWM) schemes and multi-loop control, incurring high computational burden and complexity. Conversely, since MPC does not need a modulator to generate switching signals, implementation of the MPC technique is simple and intuitive. Model Predictive Control (MPC) with a finite control set has been successfully applied to several power converter topologies as reported in the scientific literature and research activity on predictive control techniques has increased over the last few years. MPC uses a discrete-time model of the system to predict future values of control variables for all possible control actions and computes a cost function related to control objectives to find the optimal control action. The control action which minimizes the cost function is selected and applied to the system for the next time interval. Different control objectives can be introduced in the user-defined cost function and controlled simultaneously by solving the multi-objective optimization problem. This approach is particularly advantageous for certain power converter topologies, such as Direct Matrix Converter (DMC) and dual-output power converters, for which conventional control techniques require complicated Pulse Width Modulation (PWM) schemes and multi-loop control, incurring high computational burden and complexity. Conversely, since MPC does not need a modulator to generate switching signals, implementation of the MPC technique is simple and intuitive.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    39617

    Uyarlamalı süzgeçler

    Adaptive filters

    RIDVAN AYSEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. AHMET H. KAYRAN

  2. Tez No

    458872

    Determination of parameter regions for diagonal dominance and stability of MIMO systems

    MIMO sistemlerin köşegen baskınlığı ve kararlılığı için parametre bölgelerinin belirlenmesi

    İLHAN MUTLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ

  3. Tez No

    143035

    Gemi dizel motorunun kazanç programlamalı adaptive kontrolü

    Gain scheduling adaptive model of a marine diesel engine

    MELEK ERTOGAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. NAFİZ AYDIN HIZAL

  4. Tez No

    826585

    DC motorlarda model öngörülü kontrol temelli hız kontrolü

    Model predictive control based speed control in DC motors

    MAHMUT YASİN EZVERGİL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHaliç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MENEKŞE AYDIN

  5. Tez No

    743602

    Elektrikli taşıt uygulamaları için dahili mıknatıslı senkron motorlarda model öngörülü tork kontrol stratejileri

    Model predictive torque control strategies in interior permanent magnet synchronous motor for electric vehicle applications

    UĞUR UFUK KÖRPE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA GÖKDAĞ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MİKAİL KOÇ

Geri Dön