طراحي كنترل كننده مد لغزشي ترمينال تطبيقي مرتبه كسري براي رديابي نقطه حداكثر توان در يك سلول خورشيدي تحت شرايط عادي و شرايط سايه جزئي

Fractional order Adaptive Terminal Sliding Mode Controller Design for MPPT in a Solar Cell under Normal and Partial Shading Condition

در اين مقاله، با تركيب حسابان كسري و تئوري كنترل مد لغزشي يك روش كنترل مد لغزشي ترمينال تطبيقي مرتبه كسري جديد براي رديابي نقطه حداكثر توان در يك سلول خورشيدي پيشنهاد شده است. براي جستجوي نقطه حداكثر توان، روش هدايت افزايشي مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا يك كنترل­كننده مد لغزشي ترمينال مرتبه كسري طراحي مي گردد كه در آن، قانون كنترل وابسته به دانستن حد بالاي نامعيني در سيستم است، اما ازآنجايي كه در مسائل عملي محاسبه اين حد بالا مشكل و يا در برخي موارد غيرممكن است از اين رو در اين مقاله يك قانون تطبيق براي محاسبه لحظه اي پارامتركنترلي آورده شده است. اثبات پايداري سطح لغزش و همچنين اثبات همگرايي سيستم حلقه بسته روش پيشنهادي با استفاده از تئوري لياپانوف مورد بررسي قرار مي گيرد. در نهايت، عملكرد كنترل كننده پيشنهادي هم در شرايط عادي و هم در شرايط سايه جزئي مورد ارزيابي قرار مي گيرد. براي مقايسه بهتر علمكرد كنترل كننده پيشنهادي؛ عملكرد اين كنترل كننده در مقابل تغيير بار و تغيير پارامترهاي سيستم با كنترل­كننده مد لغزشي ترمينال متداول (مرتبه صحيح) مقايسه مي گردد.

In this paper, by combining fractional calculus and sliding mode control theory, a new fractional order adaptive terminal sliding mode controller is proposed for the maximum power point tracking in a solar cell. To find the maximum power point, the incremental conductance method has been used. First, a fractional order terminal sliding mode controller is designed in which the control law depends on knowing the upper bound of uncertainty in the system, but in practical application it is difficult or in some cases impossible to calculate this upper limit. In this paper, an adaptive law is given for online calculating of this parameter. The stability proof of the sliding surface, as well as the proof of finite time convergence of closed-loop system, are investigated using the Lyapunov theory. Finally, the performance of the proposed controller is evaluated both in normal and partial shading conditions. For a better comparison of the proposed controller, the performance of this controller is compared in the presence of load variations and the variations of system parameters with the conventional (integer order) terminal sliding mode control.