Оптимальне лінійне керування вихідною напругою фотовольтаїчного джерела в однофазній неавтономній мережі
| Autor: | Mysak, Taras Volodymyrovych |
|---|---|
| Jazyk: | ukrajinština |
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: |
Електроніка
фотовольтаїчне джерело живлення вихідний LC-фільтр нелінійний однофазний трансформатор сингулярно-збурена система оптимальне лінійне керування функція Ляпунова фотоэлектрический источник питания выходной LC-фильтр нелинейный однофазный трансформатор сингу-лярно-возмущенная система оптимальное линейное управление функции Ляпунова Photovoltaic power source output LC-filter one phase nonlinear transformer singularly perturbed system optimal linear control Lyapunov functions УДК 621.314.58 Electronics 621.314.58 Электроника |
| Zdroj: | Microsystems, Electronics and Acoustics; Том 23, № 3 (2018); 20-24 Микросистемы, Электроника и Акустика; Том 23, № 3 (2018); 20-24 Мікросистеми, Електроніка та Акустика; Том 23, № 3 (2018); 20-24 |
| ISSN: | 2523-4447 2523-4455 |
| Popis: | The object of the study is an autonomous source of sinusoidal voltage, which consists of a bridge frequency converter with PWM, equipped with an output LC filter and a single-phase nonlinear output transformer with an additional output filter, which is connected to the non-autonomous grid. The nonlinearity of the magnetic system of the transformer is approximated by an odd function of the arctg type. The substitution of variables made possible to develop a mathematical description of the circuit in the form of a nonlinear singularly perturbed system of differential equations. It is assumed that there is an attractive invariant surface, which makes it possible to reduce the order of the original system of equations. An analytical form of the equations of this surface in the form of a series in powers of a small parameter is obtained. A system of lower-order differential equations is obtained that is equivalent in some region to the original nonlinear singularly perturbed system. The non-linear reduced system is transformed to a form that has made it possible to apply the linear feedback control strategies. The Lyapunov function is obtained as a quadratic form, the coefficients of which are solutions of the matrix algebraic Riccati equation. A condition is set out in which the use of these coefficients guarantees the local asymptotic stability of this nonlinear system. The results of digital simulation are presented. The simulation was performed taking into account the limitations inherent in the real object of power electronics and affecting the possibility of technical implementation of the obtained control strategy. Local equivalency and isomorphism in the control strategies of full-length and reduced systems avoids the need to measure all variables in the space of states, which facilitates practical implementation. The possibility of reducing the impact of load jumps on the form of the output voltage has been checked, taking into account the constraints specific to real systems, has been verified using digital simulation.Ref. 11, fig. 2. Объектом исследования является источник синусоидального напряжения, состощий из солнечной батареи, преобразователя частоты с ШИМ и выходным LC-фильтром и однофазным нелинейным выходным трансформатором с дополнительным фильтром на выходе, присоединенным к неавтономной однофазной питающей сети. Получено математическое описание афинной нелинейной сингулярно-возмущенной системы дифференциальных уравнений, для которой проведено понижение порядка, позволившее применить стратегию линейного управления. Получена функция Ляпунова в виде квадратичной формы, коэффициенты которой являются решениями матричного алгебраического уравнения Риккати, что гарантирует локальную асимптотическую устойчивость системы. Приведены результаты моделирования.Библ. 11, рис. 2 Об`єктом дослідження є джерело синусоїдної напруги, яке має в своєму складі сонячну батарею, перетворювач частоти з ШІМ та вихідним LC-фільтром і нелінійний однофазний вихідний трансформатор з додатковим фільтром на виході, підключеним до однофазної неавтономної мережі споживача. Отримано математичний опис цього джерела, як афінної нелінійної сингулярно-збуреної системи диференціальних рівнянь та виконано пониження порядку, що дозволило застосувати лінійну стратегію керування. Отримано функцію Ляпунова у вигляді квадратичної форми, коефіцієнти якої є розв`язками матричного алгебраїчного рівняння Ріккаті. Виписано умову, за якої використання цих коефіцієнтів гарантує локальну асимптотичну стійкість системи. Наводяться результати моделювання з урахуванням обмежень, які впливають на можливість реалізації отриманої стратегії керування.Бібл. 11, рис. 2 |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|