کنترل پیش بین در مبدل قدرت و درایو
کنترل مبدل‌های قدرت و درایو به دلیل پیشرفت در قطعات نیمه‌رسانا و ساختارهای کنترلی جدید، به صورت مداوم مورد توجه بوده است. با معرفی ترانزیستورهای قدرت با فرکانس سوئیچینگ بالا، مدارهای کنترلی دیجیتال با قابلیت پیاده‌سازی کنترل­ کننده­ های پیشرفته جایگزین مدارکنترلی آنالوگ شد.
در یکسو کننده‌هایی که بر مبنای تیریستور^[۷۵] کار می‌کنند، متوسط ولتاژ خروجی به وسیله‌ی تنظیم زاویه آتش امکان‌پذیر است. بدین منظور مدارهای کنترلی باید عبور از صفر ولتاژ را تشخیص دهند و پالس های آتش را بر اساس زاویه آتش مورد نظر را تولید کند.
سوئیچ­های تایریستوری در فرکانس نامی کار می‌کند، زیرا لحظه خاموش شدن کنترل‌پذیر نیست. اما با معرفی ترانزیستورهایی مانند:IGBT ، سوئیچ زنی سخت که کنترلی بر روی خاموش شدن دارد میسر است. در چنین شرایطی سوئیچ زنی در فرکانس‌های بالاتر نیز امکان­ پذیر است.
در دهه‌ های اخیر استفاده از ریزپردازها برای سیستم های الکترونیک قدرتی به روشی متداول برای پیاده‌سازی کنترل مبدل‌ها در آمده است. ریزپردازهای مدرن و پردازشگرهای سیگنال دیجیتال ^[۷۶](DSP) قابلیت محاسباتی بالایی برای پیاده‌سازی کنترل‌کننده‌های هوشمند دارد ]۴۰.[

( 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. )

روش‌های کنترلی متنوعی برای مبدل‌ها و درایوها بکار رفته است . روش‌های کنترلی شناخته‌شده در شکل (۴-۲۱) آمده است.
خیلی از این روش‌های کنترلی از جمله کنترل پسماند قابلیت پیاده‌سازی دارند. کنترل پسماند طبیعت غیرخطی مبدل‌های قدرت را در نظر می‌گیرد و حالت‌های کلید زنی مبدل­های نیمه­رسانا به وسیله مقایسه مقدار مرجع و مقدار اندازه ­گیری شده و مقدار باند پسماند تعیین می‌شود.
انواع کنترل‌کننده‌ها برای مبدل
این روش کنترلی می‌تواند در کنترل جریان ، کنترل مستقیم گشتاور ^[۷۷](DTC) ]41[ و کنترل مستقیم توان ^[۷۸](DPC) ]42[، مورد استفاده قرار گیرد.
این روش کنترلی در ابتدا بر مبنای الکترونیک آنالوگ بوده است. برای پیاده‌سازی آن در الکترونیک دیجیتال نیازمند فرکانس نمونه‌گیری بالا است. همچنین با توجه به غیرخطی بودن سیستم و پهنای باند پسماند فرکانس نمونه‌گیری به ناچار باید متغیر باشد. که این مسئله باعث پدیده‌ی رزونانس در بعضی کاربردها می‌شود. برای برطرف کردن این مشکل دو روش پیشنهاد می‌شود. در روش اول از باید از فیلترهای حجیم و گران‌قیمت استفاده کرد. در روش دوم چندین اعمال اصلاحیه بر روی کنترل فرکانس کلید زنی اعمال می‌شود.
اگر در مبدل از مدولاسیون استفاده شود، آنگاه هر کنترل‌کننده خطی برای مبدل قدرت استفاده می‌شود. رایج تری روش کنترل‌کننده PI است. از روش‌های کنترلی که بر اساس کنترل خطی عمل می­ کند، می‌توان به کنترل همسوی شار ^[۷۹](FOC) ]43[ و کنترل همسوی ولتاژ ^[۸۰](VOC) ]44 [اشاره کرد.
کنترل خطی به همراه مدولاسیون به انتقال محور اضافی نیاز است. علاوه بر آن، استفاده از کنترل‌کننده­ خطی برای سیستم های غیرخطی باعث می‌شود عملکرد کنترلی کاهش یابد. همچنین مبدل­های قدرت دارای محدودیت­ها و الزاماتی مانند: اعوجاج هارمونیک کل^[۸۱](THD) ، حداکثر جریان، حداکثر ولتاژ و حداکثر فرکانس کلید زنی است. در این صورت این محدودیت­ها و الزامات قابلیت ادغام در کنترل‌کننده خطی ندارد.
با قدرتمندتر شدن پردازشگرها ساختارهای کنترلی جدیدی پیشنهاد شده است. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به کنترل فازی، شبکه‌های عصبی و کنترل پیش بین اشاره کرد.
از میان کنترل­ کننده­ های جدید، کنترل پیش بین توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. کنترل پیش بین از خانواده‌های مختلفی تشکیل شده است. ایده مشترک تمام خانواده این کنترل­ کننده­ها استفاده از مدل سیستم برای پیش‌بینی رفتار سیستم است. با توجه به این پیش‌بینی کلید زنی مناسب انجام می‌شود.

چرا کنترل پیش بین برای الکترونیک قدرت مناسب است؟
با توجه به افزایش نیاز به افزایش عملکرد و کارایی مبدل الکترونیک قدرت، پیشبرد یک روش کنترلی جدید با توجه به طبیعت واقعی این سیستم ها یک نیاز اساسی است.
سیستم های الکترونیک قدرت سیستم های غیرخطی هستند که شامل قسمت‌های خطی و غیرخطی با سوئیچ زنی محدود هستند. ورودی این سیستم ها سیگنال های گسسته هستند که وظیفه خاموش و روشن کردن مبدل‌ها را بر عهده‌دارند. بسیاری از محدودیت­ها را می­توان لحاظ کرد از جمله این محدودیت­ها حداکثر ولتاژ خروجی و حداکثر جریان است.
امروزه اکثر راهبُردهای کنترلی برای مبدل‌ها بر کنترل دیجیتال استوار است. همچنین برای تنظیم پارامترهای کنترل­ کننده نیازمند شناسایی مدل است. کنترل­ کننده پیش بین هم به صورت ذاتی و هم به صورت گسسته عمل می‌کند .همچنین با توجه به مدل سیستم متغیرهای مختلف را پیش‌بینی می‌کند و بر این اساس به کلید زنی می ­پردازد.
همچنین قابلیت‌های نظیر عملکرد سریع ،در نظر گرفتن محدودیت‌ها و تعداد محدود حالت‌های کلید زنی دارد که در شکل (۴-۲۲) آمده است.
قابلیت‌های کنترل پیش بین