Elektrikli araçlar için batarya gerilimindeki ani değişime karşı düşürücü tip DC-DC dönüştürücünün kontrol tasarımı
Control design of step-down type DC-DC converter against sudden change in battery voltage for electric vehicles
- Tez No: 953315
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ALTUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dönüştürücüler, Kompansatör, Transformers, Compensator
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, ani giriş gerilimi değişimlerine maruz kalan DC-DC Buck dönüştürücüler için yeni bir kazanç planlamalı ileri beslemeli kontrol yapısı geliştirilmiştir. Önerilen yaklaşım, görev döngüsüne bağlı olarak tanımlanan quasi-LPV model üzerine inşa edilmiştir ve modelin fiziksel doğruluğunu artırmak amacıyla parazitik dirençler açıkça dahil edilmiştir. Geliştirilen LPV kompansatör, parametreye bağlı Lyapunov fonksiyonunu esas alan genişletilmiş (dilated) Bounded Real Lemma (BRL) formülasyonuna dayanarak H∞ optimizasyonu ile sentezlenmiştir. Kontrol yapısı modüler olarak tasarlanmış olup, yalnızca klasik PI denetleyicilerle değil, aynı zamanda farklı geri beslemeli denetleyici mimarileriyle de birlikte çalışabilecek şekilde yapılandırılmıştır. Simülasyon ve deneysel çalışmalar, çıkış gerilimi salınımlarının etkin biçimde bastırıldığını ve akım salınımlarının ciddi ölçüde azaltıldığını göstermektedir. Örneğin, 48 V ↔️ 19.5 V giriş değişimlerinde, çıkış voltajı dalgalanmaları ±0.1 V düzeyinde tutulmuştur ve %98,5'e varan iyileşme elde edilmiştir. Önerilen yapı, yalnızca Buck dönüştürücülerle sınırlı olmayıp, parametreye bağlı dinamiklere sahip diğer LPV sistemlere de uyarlanabilir özelliktedir. Yapısal esnekliği ve düşük hesaplama maliyeti sayesinde gerçek zamanlı uygulamalarda kullanım için güçlü bir alternatif sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a novel gain-scheduled feedforward control strategy tailored for DC-DC buck converters subjected to abrupt input voltage variations. The design is based on a quasi-LPV model constructed using the PWM duty cycle as the scheduling parameter, where parasitic resistances are explicitly included to enhance modeling accuracy. An affine LPV compensator is synthesized via an H∞ optimization procedure, leveraging a dilated Bounded Real Lemma (BRL) formulation that incorporates a parameter-dependent Lyapunov function. The proposed compensator is integrated into a modular architecture that allows compatibility not only with classical PI controllers but also with other feedback-based control schemes. Numerical simulations and experimental validations confirm that the control approach effectively attenuates output voltage fluctuations and significantly reduces current ripple. For example, during rapid 48 V ↔️ 19.5 V input transitions, output voltage deviations are constrained within ±0.1 V, achieving a performance improvement of up to 98.5%. Beyond buck converters, the proposed methodology is extendable to general LPV systems exhibiting parameter-varying dynamics. With its low computational complexity and robustness, the framework is well-suited for real-time power electronics applications requiring high-performance regulation and control adaptability.
Benzer Tezler
- Optimized power control strategy for a proton exchange membrane fuel cell system
Proton değişim membranlı yakıt hücresi sistemi için optimize edilmiş güç kontrol stratejisi
ÖMER BURAK SARIÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET ÇALIŞKAN
- İnsansız araç sistemlerinin matematiksel modellenmesi ve kontrol algoritmalarının geliştirilmesi
Mathematical modeling of unmanned vehicle systems and development of control algorithms
SERKAN BUDAK
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEMİL SUNGUR
PROF. DR. AKİF DURDU
- Esnek mimari yaklaşımı ile elektrikli araç güç treni tasarımına katkılar
Contributions to electric vehicle power train design by flexible architecture approach
İLKAN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- A non-isolated bidirectional multi-input DC-DC converter for a battery/ultra-capacitor hybrid energy storage system in electric vehicles
Elektrikli araçlar için batarya/ultrakapasitör kullanimina yönelik çift girişli ve çift yönlü bir DC-DC dönüştürücünün geliştirilmesi ve uygulanmasi
FÜRKAN AKAR
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT VURAL
- Elektrikli araçlar için güç kalitesi arttırılmış bir çok seviyeli evirici geliştirilmesi
Development of a power quality enhanced multi-level inverter for electric vehicles
MURAT KARAKILIÇ
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET NURİ ALMALI