On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter

On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter

Introduction. This paper describes the simulation and the robustness assessment of a DC-DC power converter designed to interface a dual-battery conversion system. The adopted converter is a Buck unidirectional and non-isolated converter, composed of three cells interconnected in parallel and operati...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2022
Hauptverfasser: Hamdi, R., Hadri Hamida, A., Bennis, O.
Format: Artikel
Sprache:English
Veröffentlicht: National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2022
Schlagworte:
multicellular converters
sliding mode control
high switching frequency
hysteresis modulation
Online Zugang:http://eie.khpi.edu.ua/article/view/262560
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Electrical Engineering & Electromechanics

Institution

Electrical Engineering & Electromechanics
id eiekhpieduua-article-262560
record_format ojs
institution Electrical Engineering & Electromechanics
baseUrl_str
datestamp_date 2022-11-06T16:08:03Z
collection OJS
language English
topic multicellular converters
sliding mode control
high switching frequency
hysteresis modulation
spellingShingle multicellular converters
sliding mode control
high switching frequency
hysteresis modulation
Hamdi, R.
Hadri Hamida, A.
Bennis, O.
On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter
topic_facet multicellular converters
sliding mode control
high switching frequency
hysteresis modulation
багатоосередкові перетворювачі
ковзне управління
висока частота перемикання
гістерезисна модуляція
format Article
author Hamdi, R.
Hadri Hamida, A.
Bennis, O.
author_facet Hamdi, R.
Hadri Hamida, A.
Bennis, O.
author_sort Hamdi, R.
title On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter
title_short On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter
title_full On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter
title_fullStr On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter
title_full_unstemmed On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter
title_sort on modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter
title_alt On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter
description Introduction. This paper describes the simulation and the robustness assessment of a DC-DC power converter designed to interface a dual-battery conversion system. The adopted converter is a Buck unidirectional and non-isolated converter, composed of three cells interconnected in parallel and operating in continuous conduction mode. Purpose. In order to address the growing challenges of high switching frequencies, a more stable, efficient, and fixed-frequency-operating power system is desired. Originality. Conventional sliding mode controller suffers from high-frequency oscillation caused by practical limitations of system components and switching frequency variation. So, we have explored a soft-switching technology to deal with interface problems and switching losses, and we developed a procedure to choose the high-pass filter parameters in a sliding mode-controlled multicell converter. Methods. We suggest that the sliding mode is controlled by hysteresis bands as the excesses of the band. This delay in state exchanges gives a signal to control the switching frequency of the converter, which, in turn, produces a controlled trajectory. We are seeking an adaptive current control solution to address this issue and adapt a variable-bandwidth of the hysteresis modulation to mitigate nonlinearity in conventional sliding mode control, which struggles to set the switching frequency. Chatter problems are therefore avoided. A boundary layer-based control scheme allows multicell converters to operate with a fixed-switching-frequency. Practical value. Simulation studies in the MATLAB / Simulink environment are performed to analyze system performance and assess its robustness and stability. Thus, our converter is more efficient and able to cope with parametric variation.
publisher National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
publishDate 2022
url http://eie.khpi.edu.ua/article/view/262560
work_keys_str_mv AT hamdir onmodelingandrealtimesimulationofarobustadaptivecontrollerappliedtoamulticellularpowerconverter
AT hadrihamidaa onmodelingandrealtimesimulationofarobustadaptivecontrollerappliedtoamulticellularpowerconverter
AT benniso onmodelingandrealtimesimulationofarobustadaptivecontrollerappliedtoamulticellularpowerconverter
first_indexed 2025-07-17T11:49:19Z
last_indexed 2025-07-17T11:49:19Z
_version_ 1850412070084804609
spelling eiekhpieduua-article-2625602022-11-06T16:08:03Z On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter On modeling and real-time simulation of a robust adaptive controller applied to a multicellular power converter Hamdi, R. Hadri Hamida, A. Bennis, O. multicellular converters sliding mode control high switching frequency hysteresis modulation багатоосередкові перетворювачі ковзне управління висока частота перемикання гістерезисна модуляція Introduction. This paper describes the simulation and the robustness assessment of a DC-DC power converter designed to interface a dual-battery conversion system. The adopted converter is a Buck unidirectional and non-isolated converter, composed of three cells interconnected in parallel and operating in continuous conduction mode. Purpose. In order to address the growing challenges of high switching frequencies, a more stable, efficient, and fixed-frequency-operating power system is desired. Originality. Conventional sliding mode controller suffers from high-frequency oscillation caused by practical limitations of system components and switching frequency variation. So, we have explored a soft-switching technology to deal with interface problems and switching losses, and we developed a procedure to choose the high-pass filter parameters in a sliding mode-controlled multicell converter. Methods. We suggest that the sliding mode is controlled by hysteresis bands as the excesses of the band. This delay in state exchanges gives a signal to control the switching frequency of the converter, which, in turn, produces a controlled trajectory. We are seeking an adaptive current control solution to address this issue and adapt a variable-bandwidth of the hysteresis modulation to mitigate nonlinearity in conventional sliding mode control, which struggles to set the switching frequency. Chatter problems are therefore avoided. A boundary layer-based control scheme allows multicell converters to operate with a fixed-switching-frequency. Practical value. Simulation studies in the MATLAB / Simulink environment are performed to analyze system performance and assess its robustness and stability. Thus, our converter is more efficient and able to cope with parametric variation. Вступ. У статті описується моделювання та оцінка надійності силового перетворювача постійного струму, призначеного для взаємодії із системою перетворення з двома батареями. Прийнятий перетворювач є односпрямованим і неізольованим перетворювачем Бака, що складається з трьох паралельно з’єднаних між собою осередків, що працюють в режимі безперервної провідності. Мета. Для вирішення проблем, пов’язаних з високими частотами перемикання, потрібна більш стабільна, ефективна система живлення з фіксованою частотою. Оригінальність. Звичайний регулятор ковзного режиму страждає від високочастотних коливань, викликаних практичними обмеженнями компонентів системи та зміною частоти перемикання. Отже, ми дослідили технологію м’якого перемикання для вирішення проблем інтерфейсу та комутаційних втрат, а також розробили процедуру вибору параметрів фільтра верхніх частот у багатоосередковому перетворювачі зі ковзним режимом. Методи. Ми припускаємо, що ковзний режим управляється смугами гістерезису як надлишками смуги. Ця затримка обміну станами дає сигнал управління частотою перемикання перетворювача, який, своєю чергою, створює керовану траєкторію. Ми шукаємо рішення для адаптивного керування струмом, щоб вирішити цю проблему і адаптувати гістерезисну модуляцію зі змінною смугою пропускання для пом’якшення нелінійності у звичайному ковзному режимі керування, яке щосили намагається встановити частоту перемикання. Таким чином вдається уникнути проблем із деренчанням. Схема керування на основі прикордонного шару дозволяє перетворювачам з кількома осередками працювати з фіксованою частотою перемикання. Практична цінність. Імітаційне моделювання у середовищі MATLAB/Simulink виконується для аналізу продуктивності системи та оцінки її надійності та стабільності. Таким чином, наш перетворювач ефективніший і здатний справлятися зі зміною параметрів. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2022-11-07 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/262560 10.20998/2074-272X.2022.6.08 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 6 (2022); 48-52 Электротехника и Электромеханика; № 6 (2022); 48-52 Електротехніка і Електромеханіка; № 6 (2022); 48-52 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/262560/262451 Copyright (c) 2022 R. Hamdi, A. Hadri Hamida, O. Bennis http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0

Ähnliche Einträge