بهینهسازی پاسخ دینامیکی و THD جریان ورودی یکسوکننده PFC مبتنی بر مبدل Boost با استفاده از روش‌های SPEA و NSGA - II
الموضوعات :
حمیده ابوالحسنی
1
(دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرمسار)
سیدمحمدرضا رفیعی
2
(دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرمسار)
الکلمات المفتاحية: بهینهسازی چندهدفه پاسخ دینامیکی مرتبه کسری مرتبه صحیح,
ملخص المقالة :
در مبدل‌های تصحیح ضریب توان تک‌مرحله‌ای تک‌فاز، زمان رسیدن به پاسخ دینامیکی با THD جریان ورودی متضاد می‌باشند. هدف اصلی این مقاله بهبود پاسخ دینامیکی این مبدل‌ها در کنار کاهش THD جریان ورودی است و برای رسیدن به این هدف از روش‌های بهینهسازی چندهدفه SPEA و NSGA-II که مبتنی بر الگوریتم‌های تکاملی هستند برای طراحی ضرایب جبران‌کننده PI به کار رفته در روش کنترلی جریان غیر مستقیم یکسوکننده PFC استفاده شده است. ابتدا جبران‌کننده PI مرتبه صحیح و سپس جبران‌کننده PI مرتبه کسری طراحی شد و نتایج به دست آمده نشان‌دهنده برتری جبران‌کننده PI مرتبه کسری بود. برای بررسی مسئله بهینهسازی، پاسخ دینامیکی به تغییرات در بار و ولتاژ مرجع در نظر گرفته شد و همچنین از مقایسه بین دو الگوریتم به کار رفته برای بهینهسازی مشخص شد که با تغییر توابع هدف، هر کدام از الگوریتم‌ها ممکن است عملکرد خوبی داشته باشد و هیچ کدام بر دیگری برتری مطلق ندارد.
[1] V. Tuomainen, Low - Power PFC and Forward Converters Methods to Improve Performance, Thesis for Ph.D Helsinki University of Technology, 2004.
[2] R. Ghosh and G. Narayanan, "A simple method to improve the dynamic response of single - phase PWM rectifiers," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 55, no. 10, pp. 3627-3634, Oct. 2008.
[3] G. Spiazzi, P. Mattavelli, and L. Rossetto, "Power factor preregulators with improved dynamic response," IEEE Trans. Power Electron., vol. 12, no. 2, pp. 343-349, Mar. 1997.
[4] A. Prodic, J. Chen, R. W. Erikson, and D. Maksimovic, "Digitally controlled low - harmonic rectifier having fast dynamics responses," in Proc. IEEE APEC, vol. 1, pp. 476-482, Mar. 2002.
[5] A. Prodic, J. Chen, D. Maksimovic, and R. W. Erickson, "Self - tuning digitally controlled low-harmonic rectifier having fast dynamics responses," IEEE Trans. Power Electron., vol. 18, no. 1, pp. 420-428, Jan. 2003.
[6] A. Prodic, D. Maksimovic, and R. W. Erickson, "Dead - zone digital controllers for improved dynamic response of low harmonic rectifiers," IEEE Trans. Power Electron., vol. 21, no. 1, pp. 173-181, Jan. 2006.
[7] M. O. Eissa, S. B. Leeb, G. C. Verghese, and A. M. Slankovic, "A fast analog controller for a unity - power factor AC/DC convener," in Proc. IEEE APEC'94, vol. 2, pp. 551-555, Feb. 1994.
[8] E. Figueres, J. M. Benavent, G. Garcera, and M. Pascual, "Robust control of power - factor - correction rectifiers with fast dynamic response," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 52, no. 1, pp. 66-76, Feb. 2005.
[9] E. Figueres, J. M. Benavent, G. Garcera, and M. Pascual, "A control circuit with load current injection for single - phase power factor correction rectifiers," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 54, no. 3, pp. 1272-1281, Feb. 2005.
[10] A. Amirahmadi, A. Dastfan, and M. R. Rafiei, "Optimal controller design for single - phase PFC rectifiers using SPEA multi - objective optimization," J. of Power Electronics, vol. 12, no. 1, pp. 104-112, 2012.
[11] A. Amirahmadi, A. Dastfan, H. Yassami, and S. M. R. Rafiei, "Multi-objective optimum design of controller for PFC rectifier using NSGA-II algorithm," in Proc. Power Electronics, Drive Systems & Technologies Conf., PEDSTC'10, pp. 180-185, 17-18 Feb. 2010.
[12] C. A. Coello Coello, Twenty Years of Evolutionary Multi-Objective Optimization: A Historical View of the Field, Evolutionary Computation Group, Departamento de Ingeniería Eléctrica Sección de Computación. Av. Instituto Politécnico Nacional No. 2508, 20 pp., 2005.
[13] E. Zitzler and L. Thiele, "Multiobjective optimization using evolutionary algorithms - a comparative study," in A. E. Eiben, Editor, Parallel Problem Solving from Nature V, Amsterdam, Springer-Verlag, pp. 292-301, 1998.
[14] E. Zitzler and L. Thiele, "Multiobjective evolutionary algorithms: a comparative case study and the strength pareto approach," IEEE Trans. on Evolutionary Computation, vol. 3, no. 4, pp. 257-271, Nov. 1999.
[15] I. F. Sbalzarini, S. Muller, and P. Koumoutsakosyz, "Multiobjective optimization using evolutionary algorithms," in Proc. of the Summer Program, Center for Turbulence Research, pp. 63-74, 2000.
[16] E. Zitzler, Evolutionary Algorithms for Multiobjective Optimization: Methods and Applications, Ph.D Thesis, Swiss Federal Institute of Technology Zurich, 1999.
[17] I. Petras, Fractional-Order Nonlinear Systems, Modeling, Analysis and Simulations, Springer, 2010.
[18] I. Petras, L. Dorcak, and I. Kostial, "Control quality enhancement by fractional order controllers," Acta Montanistica Slovaca Rocnik, vol. 3, no. 2, pp. 143-148, 1998.
