Россия
УДК 621.382 Электронные элементы, использующие свойства твердого тела. Полупроводниковая электроника
Предложена методика выбора оптимальных параметров систем управления преобразователей постоянного напряжения, базирующаяся на совместном применении теории линейных систем автоматического управления и теории нелинейных динамических систем. Рассмотрена малосигнальная структурная динамическая модель разомкнутого контура системы автоматического управления на основе непосредственного повышающего преобразователя напряжения с системой управления нелинейными динамическим процессами на основе метода с запаздывающей обратной связью. Использование данной модели позволяет осуществлять научно-обоснованный выбор параметров системы управления нелинейными динамическими процессами с использованием методов теории линейных систем автоматического управления. Выполнен расчет диаграмм Боде разомкнутого контура системы без дополнительного управления нелинейными динамическими процессами и с дополнительным управлением. Показаны эффективности использования систем управления нелинейными динамическими процессами, которые позволяют устранять нежелательные динамические режимы без дополнительного параметрического синтеза регулятора, а следовательно, без снижения быстродействия системы в целом. Кроме того, применение данных методов позволяет корректировать параметры регулятора с целью повышения быстродействия системы без перехода системы в нежелательные динамические режимы. Полученные результаты могут быть применены на этапе проектирования импульсных преобразователей постоянного напряжения широкого класса.
импульсный преобразователь напряжения, нелинейная динамика, запаздывающая обратная связь, система автоматического управления, частотные характеристики
1. Zhusubaliyev Zh.T., Mosekilde E. Bifurcations and chaos in piece-wise-smooth dynamical. Singapore: World Scientific Pub Co Inc. 2003. 376 p.
2. Нелинейная динамика полупроводниковых преобразователей / А.В. Кобзев, Г.Я. Михальченко и др. // Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники. 2007. 224 c.
3. Андриянов, А.И. Применение адаптивного метода с запаздывающей обратной связью для управления транзисторными преобразователями постоянного напряжения // Вестник Московского энергетического института. 2015. № 5. P. 111-117.
4. Natsheh, A.N. Janson N.B., Kettleborough J.G. Control of chaos in a DC-DC boost converter // 2008 IEEE International Symposium on Industrial Electronics. Cambridge. UK: IEEE. 2008. P. 317-322.
5. Магницкий Н.А., Сидоров С.В. Новые методы хаотической динамики. М.: Едиториал УРСС. 2004. 320 с.
6. Dragan F. Controlling chaos in a current mode controlled Boost Converter using Ott-Grebogi-Yorke and Derivate methods // Proceedings of the 7th WSEAS International Conference on Automation & Information. Stevens Point, Wisconsin, United States: World Scientific and Engineering Academy and Society. 2006. P. 62-65.
7. Andriyanov A.I. A comparative analysis of efficiency of nonlinear dynamics control methods for a buck converter // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Institute of Physics Publishing. 2017. P. 1-9.
8. Kavitha A., Uma G. Control of chaos by resonant parametric perturbation in a current mode controlled buck-boost DC-DC converter // 2008 Twenty-Third Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition. - Austin. TX. USA: IEEE. 2008. P. 323-327.
9. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В. Устойчивость и электромагнитная совместимость устройств и систем электропитания. Москва: Научно-техническое издательство «Горячая линия-Телеком». 2019. 540 с.
10. Andriyanov, A.I. Investigating the dynamics of a buck converter with time-delay feedback control // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2022. Vol. 1227. № 1. P. 012011.
11. Severns R.P., Bloom G.E. Modern DC-to-DC switchmode power converter circuits. 1985.
12. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера. 2005. 632 с.
13. An Approach for Buck Converter PI Controller Design Using Stability Boundary Locus / M.M. Garg, Y.V. Hote, M.K. Pathak, L. Behera // 2018 IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition (T D). Denver: IEEE. 2018. P. 1-5.
14. Apkarian P., Dao M.N., Noll D. Parametric Robust Structured Control Design // IEEE Transactions on Automatic Control. 2015. Vol. 60. № 7. P. 1857-1869.
15. Apkarian P., Gahinet P., Buhr C. Multi-model, multi-objective tuning of fixed-structure controllers // 2014 European Control Conference (ECC) 2014 European Control Conference (ECC). Strasbourg, France: IEEE. 2014. P. 856-861.
16. Apkarian P., Noll D. Nonsmooth H Synthesis // IEEE Transactions on Automatic Control. 2006. Vol. 51. № 1. P. 71-86.
17. Apkarian P., Noll D. Nonsmooth optimization for multiband frequency domain control design // Automatica. 2007. Vol. 43. № 4. P. 724-731.
18. Bruinsma N.A. Steinbuch. M. A fast algorithm to compute the H-norm of a transfer function matrix. P. 7.
