كنترل بدون سنسور مبتني‌ بر فلتنس براي مبدل بوست

Sensorless flatness based control for a boost converter

در اين مقاله، يك كنترل‌كننده بدون سنسور مبتني‌ بر فلتنس با مشاهده‌گر غيرخطي براي كنترل مبدل بوست غيرايده‌آل پيشنهاد شده‌است. تلفات در اين مبدل، از طريق منبع ولتاژ سري با ورودي و منبع جريان موازي با خروجي مدل‌سازي شده‌است. با كمك كنترل مبتني‌بر فلتنس، هر دو پارامتر ولتاژ خروجي و جريان سلف در يك ساختار تك‌حلقه تنظيم شده‌است. اما روش مبتني‌بر فلتنس به مدل دقيق سيستم وابسته است و براي به‌دست‌آوردن اطلاعات تمام پارامترها نياز به تعداد سنسور بيشتري دارد. در راستاي كاهش سنسور، يك مشاهده‌گر غيرخطي براي تخمين جريان خروجي و ولتاژ ورودي به‌كار گرفته‌شده‌است و سنسورهاي مربوط به اين دو پارامتر حذف شده‌است. در نتيجه، هزينه، وزن و حجم سيستم، كاهش و قابليت اطمينان سيستم افزايش مي‌يابد. براي اعتبارسنجي روش پيشنهادي، نتايج شبيه‌سازي و كار آزمايشگاهي ارائه و مقاوم‌بودن كنترل‌كننده پيشنهادي در برابر تغيير پارامترها بررسي شده‌است. هم‌چنين، نتيجه شبيه‌سازي كنترل‌كننده پيشنهادي با يك كنترل‌كننده دو حلقه PI و انرژي مقايسه شده‌است.

In this paper, a sensorless flatness based controller with nonlinear observer for non-ideal boost converter is proposed. Losses are modeled with a voltage source series with input and a current source parallel to output. By a one-loop control structure with flatness property, both output voltage and inductor current is regulated. But, flatness based control is a model based method and requires extra sensors for obtaining data of all system parameters. For reducing numbers of sensors, a nonlinear observer is used to estimate output current and input voltage. So, sensors of these two parameters are eliminated. Simulation and experimental results are given to validate the proposed controller and robustness of proposed controller to variation of system parameters is obvious. In addition, simulation results of proposed controller are compared with a two-loop controller including PI and energy control.