تخمین جریان و کنترل جریان بدون حس‌گر مبدل Cuk با استفاده از فیلتر کالمن توسعه‌یافته

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شیراز - دانشکده مهندسی برق و الکترونیک

چکیده

روش‌های کنترل جریان بدون حس‌گر که نیاز به استفاده از حس‌گر جریان را با به کار گرفتن رؤیت‌گر جریان از میان می‌برند، می‌توانند راه‌حل‌هایی مقرون‌به‌صرفه و مطمئن برای کنترل گسسته مبدل‌های DC-DC به ارمغان بیاورند. ازآنجایی‌که هرگونه عدم دقت در مدل مبدل می‌تواند موجب انحراف جریان رؤیت‌شده از جریان واقعی سلف و درنتیجه خطای حالت ماندگار ولتاژ خروجی گردد، مدلی دقیق استخراج می‌شود که شامل مقاومت‌های پارازیتی سوئیچ، سلف‌ها و خازن‌ها و ولتاژ آستانه دیود می‌باشد. بر اساس این مدل، مبدل Cuk یک سیستم غیرخطی است. بنابراین یک فیلتر کالمن توسعه‌یافته به‌منظور تخمین جریان سلف و فیلترکردن ولتاژ خروجی به کار گرفته می‌شود. در این مقاله، یک رؤیت‌گر جریان دقیق با در نظر گرفتن عناصر پارازیتی مؤثر در مدل مبدل، برای مبدل Cuk ارائه می‌گردد. جریان تخمین‌زده‌شده به‌وسیله رؤیت‌گر، به‌منظور کنترل جریان مبدل موردنظر مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج شبیه‌سازی سیستم، دقت و کارایی مناسب رؤیت‌گر و کنترل‌کننده را نشان می‌دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Current Estimation and Sensorless Current Control of Cuk DC-DC Converter using Extended Kalman Filter

نویسندگان [English]

  • K. Hadi
  • A. H. Rajaei
  • A. Rahideh
Department of Electrical and Electronics Engineering, Shiraz University of Technology, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Current sensorless control methods, which eliminate the current sensor by using a current observer, can bring cost effective and reliable solutions to digital control of DC-DC converters. Since any inaccuracy in the model of the converter can deviate the observed current from the actual inductor current and consequently result in the steady state error of the output voltage, an accurate model is derived, incorporating the parasitic resistances of the switch, inductors and capacitors and the forward voltage of the diode. According to this model, Cuk converter is a nonlinear system. Therefore an extended Kalman filter (EKF) is used for inductor current estimation and output voltage filtering. In this paper, an accurate current observer is presented for Cuk converters by considering the influential parasitic parameters in the converter model. The estimated current from the observer, is used for current control of the converter. Simulation results of the system show the accuracy and favorable efficiency of the observer and controller.

کلیدواژه‌ها [English]

  • DC-DC Converter
  • cuk converter
  • sensorless current control
  • extended kalman filter (EKF)
  • observer