Dual-Active-Bridge converter cascaded regulators gains selection by means of the D-decomposition technique

• Autorzy: Najdek Karol , Nalepa Radosław

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.05.05

Warianty tytułu

PL

Dobór nastaw przekształtnika z podwójnym mostkiem aktywnym w kaskadowej strukturze regulacji za pomocą techniki D-rozbicia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Neimarks D-decomposition technique as a power-full graphical tool to select DAB compensators gains was presented. Technique for inner current and outer voltage regulators was used. Gains based on identified boost transfer functions were selected. Time responses from calculations were calculated and experimetally verified at the laboratory setup.

PL

Została przedstawiona technika D-rozbicia Neimarka, jako graficzne narzędzie do wyboru wzmocnień przekształtnika z podwójnym mostkiem aktywnym. Wykorzystano technikę dla regulatora prądu wyjściowego i napięcia wyjściowego. Wzmocnienia wyznaczono na podstawie eksperymentalnie zidentyfikowanych transmitancji. Odpowiedzi czasowe zostały zweryfikowane eksperymentalnie w laboratorium.

Słowa kluczowe

EN

D-decomposition technique; global stability boundary; time domain constraint; DAB converter; cascaded control

PL

technika D-rozbicia; granica stabilności; ograniczenia w dziedzinie częstotliwości; przekształtnik z podwójnym mostkiem aktywnym; kaskadowa struktura regulacji

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 5
• Strony: 25--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Najdek Karol

• Division of Power Networks and Systems, De partment of Electrical Power Engineering, Faculty of Electrical Engineering, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Nalepa Radosław

• Division of Power Networks and Systems, De partment of Electrical Power Engineering, Faculty of Electrical Engineering, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] K. J. Aström, T. Hägglund, and K. J. Astrom, Advanced PID control. ISA-The Instrumentation, Systems, and Automation Society Research Triangle, 2006, vol. 461.
• [2] G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, and H. Sanjay, Feedback control of dynamic systems. Pearson London, 2015.
• [3] F. Blaabjerg, Control of Power Electronic Converters and Systems: Volume 1. Academic Press, 2018, vol. 1.
• [4] Y. Gu, W. Li, and X. He, “Passivity-based control of dc microgrid for self-disciplined stabilization,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 30, no. 5, pp. 2623–2632, 2015.
• [5] K. Najdek and R. Nalepa, “The frequency- and the time-domain design of a dual active bridge converter output voltage regulator based on the d-decomposition technique,” IEEE Access, vol. 9, pp. 71 388–71 405, 2021.
• [6] X. Meng, Y. Jia, Q. Xu, C. Ren, X. Han, and P. Wang, “A novel intelligent nonlinear controller for dual active bridge converter with constant power loads,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 70, no. 3, pp. 2887–2896, 2023.
• [7] T. Eberle, A. Jalilian, N. Weitz, and M. März, “Performance enhancement of a dual active bridge by a genetic algorithm based routine for optimal parameters of a cascade control,” pp. 2767– 2774, 2023.
• [8] E. Jaramillo-Leon and R. R. Karymov, “Application of the d-decomposition method using one parameter to select tuning parameters of static var compensators,” pp. 1–6, 2022.
• [9] H. Li, Y. Tao, Z. Dai, P. Qian, C. Zhou, H. Yu, and G. Li, “Visual analysis of pcs cascaded control system based on d-partition method,” in 2022 IEEE 3rd China International Youth Conference on Electrical Engineering (CIYCEE), 2022, pp. 1–7.
• [10] M. Li, H. Geng, and X. Zhang, “Hierarchical mode-dispatching control for multi-inverter power stations,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, pp. 1–10, 2022.
• [11] M. F. G. B. C. Kuo, Automatic control systems. McGraw-Hill Education, 2017.
• [12] F. Krismer and J. W. Kolar, “Efficiency-optimized high-current dual active bridge converter for automotive applications,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 59, no. 7, pp. 2745– 2760, 2012.
• [13] S. Ghosh and B. Singh, “A reconfigurable dual active bridge converter with wide zvs range for charging of electric vehicles,” pp. 1–6, 2020.
• [14] F. Blaabjerg, Control of Power Electronic Converters and Systems: Volume 2. Academic Press, 2018, vol. 2.
• [15] M. Guan, “A series-connected offshore wind farm based on modular dual-active-bridge (dab) isolated dc–dc converter,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 34, no. 3, pp. 1422–1431, 2019.
• [16] N. Naik, C. Vyjayanthi, and C. Modi, “Filter-based active damping of dab converter to lower battery degradation in ev fast charging application,” IEEE Access, vol. 11, pp. 74 277–74 289, 2023.
• [17] R. Barlik, M. Nowak, and P. Grzejszczak, “Power transfer analysis in a single phase dual active bridge,” Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences, vol. 61, no. 4, 2013.
• [18] Y. I. Neimark, “Ob opriedielenji znaczenij paramietrow, pri kotorych sistiema awtomaticzeskogo riegulirowanja ustojcziwa,” Awtomatika i Telemiechanika, vol. 3, 1948.
• [19] Z. Shafiei and A. Shenton, “Relative stability for open-loop stable and unstable discrete control systems with perturbed or adjustable parameters,” pp. 2180–2185, 1999.
• [20] M. Li, X. Zhang, Z. Guo, H. Pan, M. Ma, and W. Zhao, “Impedance adaptive dual-mode control of grid-connected inverters with large fluctuation of scr and its stability analysis based on d-partition method,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 36, no. 12, pp. 14 420–14 435, 2021.
• [21] K. Najdek and R. Nalepa, “Dobór nastaw regulatora napięcia konwertera z podwójnym mostkiem aktywnym za pomoca˛ techniki d-rozbicia rozszerzonej o funkcję mapującą ułatwiającą unikanie nasycania,” XV Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym SENE 2022, 2022.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).