Boost Konvertörün Black-Box Sistem Tanımlama Yöntemi ile Transfer Fonksiyonunun Elde Edilmesi ve Parçacık Sürü Algoritması Tabanlı PI Kontrolör Tasarımı

Abstract

Girişine uygulanan DC gerilimi daha yüksek bir DC gerilime dönüştüren boost konvertörler uzun yıllardır endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Konvertörler tasarlanırken öncelikle Matlab/Simulink gibi programlarda simüle edilir daha sonra tasarım aşamasına geçilir. Simülasyon modelini oluştururken boost konvertörü transfer fonksiyonu olarak basitçe göstermek mümkünken Simulink ortamında modelleme yapmak daha kompleks elemanlar kullanıldığı için daha karmaşık hale gelmektedir. Bu durumda birçok araştırmacı PI kontrolör tasarlarken deneme yanılma sürecine girmektedir. Belirtilen zorluğu gidermek için sistem tanımlama yöntemleri oldukça pratik ve etkili çözümler sunmaktadır. Sistem tanımlamada çeşitli yöntemler bulunmakla birlikte black-box tabanlı yapılar oldukça etkilidir. Black-box tabanlı sistem tanımlama temelde bir sistemin giriş/çıkış değerlerinin ölçüldüğü ve sistemi temsil eden bir modelin önerildiği matematiksel yöntemdir. Bu yöntem sayesinde bir sistemin davranışını temsil eden transfer fonksiyonu, durum uzay denklemi gibi modeller önermek mümkündür. Bu çalışmada black-box tabanlı sistem tanımlama yöntemi yüksek kazançlı boost konvertörün modelini elde etmek için kullanılmıştır. Transfer fonksiyonu elde edildikten parçacık sürü optimizasyon tabanlı PI kontrolör tasarlamak için kullanılmıştır. Simulink modeli üzerinden veriler toplandığı için oluşturulan transfer fonksiyonu sistemi temsil etmede basit ve etkili olmuştur. Önerilen model için geri beslemeli kontrol sistemi ve devre eşitliği modelleri karşılaştırılmış ve oldukça benzer cevaplara sahip oldukları görülmüştür. Bu noktada önerilen black-box sistem tanımlama yöntemi doğru bir deney düzeneği ile oldukça pratik bir şekilde sistem modellenmesine olanak sağlamış ve kontrolör tasarım sürecini kolaylaştırmıştır.