در لحظۀ تغییر فراجهش بالایی دارد که تا حدود ۱۵% خطا ایجاد می‌کند. اما سریع به صفر می‌رسد.

[۱۰۹] فازی عصبی

مراجع مقایسه

–

نوسان معکوس سیگنال کنترلی با دامنۀ از ۰٫۵ تا ۱٫۵ نیوتن.متر

در لحظۀ تغییر ورودی خطای بالای دارد اما در کمتر از ۰٫۱ ثانیه جبران شده است. این خطا در راستای q بیشتر است

خطای حالت ماندگار ۰٫۳%
فراجهش ۱۹٫۶۹%
زمان نشست ۴۲ میلی ثانیه

حدود ۰٫۸% که در لحظۀ تغییر هم فراجش زیادی دارد.

[۱۰۹] رؤیتگر فازی

در راستای q با نوسان با دامنۀ ۲۰ ولت حول صفر و در راستای d از ۲۰۰- تا ۲۰۰ ولت منطبق با نوسان ورودی

با نوسان نامنظم دامنۀ ۵۰- تا ۲۰۰ نیوتن.متر. با Overshoot زیاد حدود ۵۰ نیوتن.متر

در لحظۀ تغییر ورودی مولفۀ d خطای بالای دارد اما در زمان کوتاهی جبران شده است. این خطا در راستای q بیشتر و ماندگار است

در لحظۀ تغییر فراجهش بالایی دارد که تا حدود ۱۰% خطا ایجاد می‌کند. اما سریع به صفر می‌رسد.

–

[۱۱۰] تطبیقی

–

نوسان معکوس سیگنال کنترلی با دامنۀ از۵ تا ۲۵نیوتن.متر

–

خطای حالت ماندگار ۰٫۵۴%
فراجهش ۸٫۹%

–

[۱۱۱] فازی PID

فصل ششم
مدیریت و کنترل سیستم‌های تولید انرژی هوشمند

مدیریت و کنترل سیستم­های تولید انرژی هوشمند

مقدمه

امروزه به سیستم­های تولید انرژی تجدیدپذیر توجه ویژه­ای می­ شود و به عنوان راهی برای مقابله با تغییرات آب و هوایی شناخته می­شوند. همچنین در سیستم­های مستقل به عنوان منبع مکمل تأمین انرژی مورد استفاده قرار می­گیرند. این سیستم­ها به طور کلی از یک منبع اصلی انرژی مانند ژنراتور دیزلی، دستگاه­های ذخیره­سازی مانند باطری­ها و یک شبکۀ ارتباطی تشکیل می­شوند. برای ارتبط بین قسمت­ های مذکور همان­طور که در شکل زیر نشان داده شده است از یک گذرگاه AC استفاده می­ شود.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل ‏۶٫۱- سیستم تولید انرژی
ازجمله مزایای این سیستم کاهش هزینه و قابلیت اطمینان بالاست. با این حال، منبع انرژی که ژنراتور دیزلی است، به نگهداری مداوم و پرهزینه­ای احتیاج دارد، و علاوه بر این یک منبع آلوده کننده نیز محسوب می­ شود. بنابراین کارکرد کمتر این ژنراتور، که نتیجتاً موجب کاهش آلودگی و هزینه می­ شود، حالت مطلوبی است. از طرف دیگر سیستم­های ذخیره کنندۀ انرژی دارای ظرفیت محدودی هستند. با توجه به این نکات می­توان گفت مصرف بهینۀ انرژی با چالش­هایی مواجه است. موارد ذکر شده اهمیت طراحی یک سیستم کنترل دقیق را که سیستم را در بهینه­ترین حالت ممکن قرار داده و باعث کاهش هزینه و آلودگی شود، را نمایان می­ کند.
مبدل­های DC-DC به طور گسترده­ای در سیستم­های تغذیۀ الکترونیک قدرت به کار می‌روند، و این به دلیل مزایایی همچون بهره­وری بالا، وزن و اندازۀ مناسب و قیمت ارزان می­باشد. در بسیاری از کاربردهای صنعتی که اغلب با اندوکتانس بالا مواجه هستیم برای دستیابی به جریان صاف و برای جلوگیری از ایجاد تضاریس^[۶۴]، از سلف استفاده می­ شود که باعث افزایش هزینه و وزن مبدل می­گردد. استفاده از کنترل کنندۀ مقاوم تا حدودی باعث کاهش اندازه، وزن و هزینه می­ شود. اما در کنترل سیستم همواره چالش­هایی بوده که توجه طراحان را به خود معطوف کرده است از جمله عدم قطعیت­های پارامتری و بار. این مساله اهمیت بهبود یا تجدید طراحی دیگری، که در مقابل مواردی حتی شدیدتر از آنچه که ذکر شد مقاوم باشد، را نمایان می­سازد.
از سوی دیگر در بحت مصرف انرژی و مدیریت استفاده از توان ذخیره شده در باطری­ها، باید گفت که استفادۀ بهینه نه تنها باعث صرفه­جویی در مصرف می­ شود بلکه موجبات افزایش طول عمر کل سیستم و کاهش اثرات تخریبی و آلودگی هوا را فراهم می ­آورد. در اینجا عملکرد بهینۀ باطری بر اساس الگوریتم حالت شارژ^[۶۵] (SOC) برنامه­ ریزی می­ شود. اما باید دقت نمود که اگر الگوریتم SOC به خوبی طرح­ریزی نشود ممکن است اثرات تخریبی بر روی باطری و نهایتاً کاهش عمر آن داشته باشد.
در تکنولوژی طراحی وساخت وسایل نقلیه، سیستم­های الکترونیکی و الکتریکی در حال سبقت از سیستم­های مکانیکی، هیدرولیکی، پنوماتیکی و … هستند. این سیستم­ها، همان­طور که در شکل (۶٫۲) نشان داده شده است، از منابع متعدد انرژی استفاده می­ کنند، مانند باطری‌ها، سلول­های سوختی^[۶۶] و ابرخازن­ها^[۶۷] که برای دستیابی به کارایی بالای آنان می­توان کارهای متعددی انجام داد و راه برای توسعه در این زمینه فراهم است. به علاوه در قسمت نگه‌داری، تعمیرات، مدیریت بهره ­برداری و استفادۀ بهینه از انرژی، می­ شود راه ­هایی را برای کاهش هزینه­ها و عملکرد مناسب­تر آزمود [۸۰].
شکل ‏۶٫۲- سیستم الکتریکی یک وسیلۀ نقلیه
در این پایان نامه قصد داریم استراتژی کنترل تطبیقی پیشرفته برای سیستم تولید انرژی و برای مبدل­های افزایشی به کار ببریم. از الگوریتم بهینۀ SOC نیز برای سیستم باطری­ها و باس ولتاژ DC استفاده خواهیم کرد.

مدل­سازی سیستم

مبدل DC-DC دوطرفه

در شکل زیر یک سیستم تغذیۀ DC-AC که از یک مبدل DC-DC دوطرفه^[۶۸] استفاده می‌کند، نشان داده شده است. ترانزیستورهای IBGT به وسیلۀ مودلاتور عرض پالس PWM کنترل می­شوند. به این صورت که این دو ترانزیستور به صورت برعکس روشن و خاموش می‌شوند [۸۲].
شکل ‏۶٫۳- سیستم تغذیۀ DC-AC با مبدل دوطرفۀ DC-DC
مدار در حقیقت از دو قسمت تشکیل شده است و عملکرد آن­ها به این صورت است: هنگامی که Q₁ روشن و Q₂ خاموش است، انرژی ذخیره شده در سلف کاهش یافته و ولتاژ آن به ولتاژ ورودی اضافه، و باعث شارژ شدن خازن خروجی می­ شود. بنابراین تکرار این روند ولتاژ خروجی را نسبت به ورودی افزایش می­دهد. در حالت معکوس نیز روند مشابهی تکرار می­ شود. در شکل زیر می­توان این دوقسمت و چگونگی عملکرد آن­ها را مشاهده نمود.
شکل ‏۶٫۴- حالات عملکرد مبدل DC-DC