مقایسه کنترل پیش بین FCS-MPC و کنترل پیش بین مبتنی بر تئوری لیاپانوف در یکسوساز PUC هفت سطحی

در این مقاله، دو روش کنترل پیش بین برای یکسوساز چندسطحی با خروجی دوگانه مقایسه شده است. ساختار مورد بررسی، یکسوساز PUC هفت سطحی است که بر اساس قابلیت اطمینان بالا و هزینه کم انتخاب شده است. افزایش تعداد سطوح ولتاژ ورودی به کاهش دامنه هارمونیک ها و به تبع آن، کاهش حجم فیلترهای توان کمک می کند. از طرفی هدایت جریان در این مبدل به صورت پیوسته انجام می شود و مشکلات گسستگی جریان مانند پیچیدگی در تحلیل و اجبار به استفاده از فیلترهای القایی بزرگ در سمت DC برطرف می گردد. در مرحله اول، طراحی بر اساس روش FCS-MPC انجام شده و دو ولتاژ خروجی متفاوت با نسبت های 1 و 3 به دست آمده و کنترل مقادیر DC خروجی و رسیدن به ضریب توان واحد به خوبی تامین گردیده است. سپس برای رسیدن به پایداری بهتر در سیستم از روش MPC مبتنی بر تئوری لیاپانوف استفاده شده است. در این روش، متغیرهای هدف در دل تابع لیاپانوف تعریف شده اند و تابع هزینه نیز برگرفته از همان تابع لیاپانوف می باشد. از مزایای این رهیافت نسبت به روش MPC معمولی، عدم نیاز به تنظیم بهره، پیاده سازی آسان تر و تعداد سنسورهای کمتر است (جریان بار با استفاده از مدل ریاضی یکسوساز 7PUC تخمین زده می شود). شبیه سازی هر دو روش FCS-MPC و MPC مبتنی بر روش لیاپانوف با استفاده از Matlab/Simulink انجام شده و نتایج هر دو روش در کنار هم، ارائه و با یکدیگر مقایسه گردیده اند. نهایتا مشاهده می شود که در روش مبتنی بر لیاپانوف، رهگیری جریان به صورتی نرم تر و با نوسانات کمتری انجام شده و ولتاژ هفت سطحی یکسوساز نیز الگویی منظم تر و شکل سینوسی بهتری دارد.