کاربرد کنترل پیش بین با حالات محدود در فیلترهای اکتیو هیبرید موازی

مهرداد چپری ها

چکیده

در این پایان نامه، پس از مطالعه ی اجمالی مشکلات هارمونیک ها و روش های مختلف رفع آن ها ، به بررسی فیلترهای هیبرید پرداخته می شود. فیلترگذاری، روش متداول کنترل و تضعیف هارمونیک ها می باشد. فیلترهای هیبرید نوع جدیدی از فیلترهای هارمونیکی هستند که از ترکیب فیلترهای پسیو و فیلترهای اکتیو ساخته شده اند. پس از معرفی انواع فیلترها و برخی روش های ترکیب آن ها، به جزئیات دو نوع متداول فیلترهای هیبرید می پردازیم و روش های کنترل ارائه شده برای هر کدام را معرفی می کنیم. سپس با روابط تئوریک و نیز به کمک مثالی از طریق شبیه سازی های زمانی مقایسه ای را بین این دو نوع مطرح می نماییم. علت رویکرد بیشتر به نوع موازی را نشان داده و بحث را با این نوع ادامه می دهیم. در مورد مسائل طراحی قسمت پسیو هم بررسی ای انجام می شود. از آن جا که هدف بیشتر فیلترهای موازی کنترل جریان است، کنترل جریان این نوع فیلتر مورد توجه قرار می گیرد. برای کنترل جریان، کنترل پیش بین با حالات محدود که کیفیت بسیار خوبی در کاربردهای مختلف الکترونیک قدرت و درایو از خود نشان داده است مورد توجه قرار می گیرد. سپس به معرفی روش کنترل پیش بین جریان با حالات محدود می پردازیم و نتایج عملی نمونه ی آزمایشگاهی ساخته شده با استفاده از پردازنده ی سیگنال دیجیتال (dsp) tms320f28016 نمایش داده می شود. همچنین روش هایی برای رفع برخی عیوب این روش کنترل ارائه و در عمل پیاده سازی می شود. از آن جا که فیلترها قسمت مهمی از فیلترهای اکتیو را تشکیل می دهند، دو نوع متداول آن ها برای حذف تک فرکانس از محتوای سیگنال زمانی معرفی می گردد. سپس روش های کنترل جدیدی برای یکی از فیلتر هیبرید پرکاربردتر ارائه می گردد. یکی از این کنترل کننده ها، به صورت مستقیم سعی در کنترل جریان فیلتر می کند. در این روش به طور ساده با حذف مولفه ی اصلی از حلقه ی کنترل جریان، کنترل هارمونیک های جریان مستقل از مولفه ی اصلی صورت می گیرد به گونه ای که با توان کوچک قسمت اکتیو کنترل جریان های هارمونیکی به خوبی صورت گیرد. با اضافه کردن مولفه ی اصلی جریان فیلتر به حلقه ی کنترل جریان، روش کنترل جریان ارائه شده گسترش داده شده تا کیفیت بهتری با استفاده از کنترل کننده ی جریان پیش بین با حالات محدود به دست آید. با این کار امکان مقایسه با روش کنترل جریان موجود فراهم شده و سادگی روش ارائه شده نسبت به آن مشخص می گردد. استفاده از کنترل کننده ی دیجیتال ارائه شده، یکپارچه کردن کنترل کننده را مورد توجه قرار می دهد. برای این کار از تخمین جریان فیلتر و تئوری p-q لحظه ای استفاده می شود. با این کار مستقیما با توجه به مقادیر لحظه ای ولتاژ ها و جریان ها تصمیم کنترلی اتخاذ می شود. به علت یکپارچه شدن کنترل کننده در بسیاری از موارد کنترل بهتری نسبت به همه ی روش های دیگر به دست آمده است. پیش از نتیجه گیری و پیشنهادات، نتایج عملی پیاده سازی روش کنترل جریان پیش بین با حالات محدود و روش کنترل یکپارچه ی پیش بین با حالات محدود با استفاده از پردازنده ی سیگنال دیجیتال tms320f2812 ارائه شده و نزدیک بودن نتایج عملی با نتایج شبیه سازی نشان داده می شود. در بخش های عملی، توضیحات لازم برای چگونگی پیاده سازی دیجیتال روش های ارائه شده داده می شود.

اساتید راهنما و مشاور

حمیدرضا کارشناس، مهدی معلم