Điều khiển ổn định điện áp cho mạch tăng áp DC-DC có kể đến tổn thất và trôi tham số dựa trên quan sát trạng thái

Mạch chuyển đổi tăng áp một chiều (DC-DC boost) là phần tử cơ bản

trong các thiết bị biến đổi công suất, vấn đề điều khiển ổn định điện áp rất quan

trọng và đã đạt được độ chính xác nhất định cho đến hiện nay. Tuy nhiên, trong một

chừng mực nào đó người ta vẫn muốn tăng độ ổn định điện áp đầu ra trong trường

hợp có kể đến các bất định, đó là các tổn thất dòng áp gây ra bởi các phần tử đóng

mở không lý tưởng, hiện tượng trôi thông số trong mạch, dao động của điện áp đầu

vào và sự thay đổi của tải. Các đại lượng này không thể đo đạc được một cách trực

tiếp, bài báo này đưa ra một phương pháp xác định các bất định sử dụng quan sát

trạng thái, bộ điều khiển ổn định điện áp đầu ra được thiết kế dùng ước lượng bất

định dựa trên nguyên lý điều khiển trượt, thông qua kết quả mô phỏng cho thấy

phương pháp này có kết quả ổn định điện áp đầu ra tốt hơn so với phương pháp

điều khiển trượt truyền thống.

pdf 9 trang kimcuc 16521
Bạn đang xem tài liệu "Điều khiển ổn định điện áp cho mạch tăng áp DC-DC có kể đến tổn thất và trôi tham số dựa trên quan sát trạng thái", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Điều khiển ổn định điện áp cho mạch tăng áp DC-DC có kể đến tổn thất và trôi tham số dựa trên quan sát trạng thái

Điều khiển ổn định điện áp cho mạch tăng áp DC-DC có kể đến tổn thất và trôi tham số dựa trên quan sát trạng thái
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016                              75
ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO MẠCH TĂNG ÁP DC-DC 
CÓ KỂ ĐẾN TỔN THẤT VÀ TRÔI THAM SỐ 
DỰA TRÊN QUAN SÁT TRẠNG THÁI 
Nguyễn Văn Chí*, Trần Thiện Dũng 
Tóm tắt: Mạch chuyển đổi tăng áp một chiều (DC-DC boost) là phần tử cơ bản 
trong các thiết bị biến đổi công suất, vấn đề điều khiển ổn định điện áp rất quan 
trọng và đã đạt được độ chính xác nhất định cho đến hiện nay. Tuy nhiên, trong một 
chừng mực nào đó người ta vẫn muốn tăng độ ổn định điện áp đầu ra trong trường 
hợp có kể đến các bất định, đó là các tổn thất dòng áp gây ra bởi các phần tử đóng 
mở không lý tưởng, hiện tượng trôi thông số trong mạch, dao động của điện áp đầu 
vào và sự thay đổi của tải. Các đại lượng này không thể đo đạc được một cách trực 
tiếp, bài báo này đưa ra một phương pháp xác định các bất định sử dụng quan sát 
trạng thái, bộ điều khiển ổn định điện áp đầu ra được thiết kế dùng ước lượng bất 
định dựa trên nguyên lý điều khiển trượt, thông qua kết quả mô phỏng cho thấy 
phương pháp này có kết quả ổn định điện áp đầu ra tốt hơn so với phương pháp 
điều khiển trượt truyền thống. 
Từ khóa: DC-DC boost (mạch tăng áp DC-DC), DC-DC conveter, Tổn thất trong mạch tăng áp DC-DC, Ước 
lượng tham số, Quan sát trạng thái, Ổn định điện áp. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
 Mạch chuyển đổi  tăng áp một chiều (MTAD) ngày nay được sử dụng rộng rãi  trong 
công nghiệp, mạch có nhiệm vụ biến đổi mức điện áp đầu vào cố định thành điện áp lớn 
hơn ở đầu ra, MTAD được sử dụng ở mạch một chiều trung gian của các thiết bị biến đổi 
điện năng công suất  lớn (biến tần, DC driver...), đặc biệt  là ở các hệ thống phát điện sử 
dụng năng lượng tái tạo (sức gió, mặt trời...). Cấu trúc mạch của MTAD vốn không phức 
tạp nhưng vấn đề điều khiển nó nhằm đạt được hiệu suất biến đổi cao và đảm bảo ổn định 
luôn là mục tiêu của các công trình nghiên cứu trong những năm gần đây [1], [2], [3].  
  Hình 1. a) Mô hình mạch tương đương của MTAD lý tưởng, 
b) Mô hình mạch tương đương của MTAD thực tế có kể đến 
trôi các thông số và tổn thất dòng áp. 
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông 
N.V.Chí, T.T.Dũng, “Điều khiển ổn định quan sát trạng thái.”  76    
Đối với MTAD lý  tưởng,  trong đó  inV   là điện áp một chiều đầu vào được biến đổi 
thành điện áp một chiều có mức cao hơn  oV  ở đầu ra, phương trình động học của mạch 
viết dựa trên các tham số danh định  , ,R L C  là: 
0
0 0
/ 1
/ 1 1 /  
L in
L
L di dt V u V
C dV dt u i R V
                                     (1)  
với u  là điện áp điều khiển đóng mở van IGBT được điều chế độ rộng xung. Khi xét đến 
tổn thất dòng, hiện tượng trôi tham số của các phần tử  ,L C  trong mạch, sự biến động của 
điện áp nguồn  inV  cũng như sự thay đổi tải R  như biểu diễn trên hình 1b, ta có phương 
trình động học của MTAD là: 
0
0 0
1
1
L in in v
i
L
udi V V
V
dt L L L L L L
udV V
i
dt C C C CC C R R


  (2)  
trong đó  , ,R L C  lần lượt là các giá trị danh định của điện trở tải, điện cảm và điện dung 
của MTAD,  , ,R L C  lần lượt là các giá trị trôi ra khỏi giá trị danh định  , ,R L C  tương 
ứng, đây được xem như là các bất định chưa biết của mạch,  ,v i   là các tổn thất điện áp và 
tổn thất dòng được kể đến trong MTAD thực tế, các tổn thất này được sinh ra do các điện 
trở nối tiếp của điện cảm, tổn thất dòng xoáy, tổn thất chuyển mạch của IGBT và tổn thất 
ohmic [2]. Các tổn thất này là một hàm theo công suất đầu vào của MTAD, hình 2 sau đây 
minh họa dạng tổn thất được thí nghiệm cho MTAD tăng áp từ 48 đến 100V. 
Hình 2. Đường thực nghiệm mô tả dạng tổn thất phụ thuộc 
công suất đầu vào của MTAD [2]. 
Viết gọn lại (2) ta có:        
0 1
0 0 2
/ / 1 /
/ 1 / / ( )


L in
L
di dt V L u V L
dV dt u i C V CR
                              (3) 
trong đó  1 2,   là các bất định như đã nói ở trên, các bất định này giả thiết là bị chặn thay 
đổi chậm so với động học của  0 , LV i ,  1 2,   được biểu diễn bằng công thức sau: 
Công suất đầu vào Pin(W) Công suất đầu vào Pin(W) 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016                              77
1 0
2 0
1
1
1
 


v in in
L i
u V L L V L L V
L L L
u i C C R C C R C R
V
C C C RC RC R C C R C R
  (4) 
Trên quan điểm điều khiển, mô hình của MTAD là một hệ bilinear và cũng là một hệ 
pha cực tiểu theo điện áp đầu ra cần điều khiển, mặt khác hệ cũng tồn tại động học không 
không ổn định. Từ đó cho  thấy  rằng vấn đề điều khiển MTAD cũng có không  ít những 
thách thức và qua đó làm hạn chế khả năng làm việc của MTAD [4]. Cho đến nay đã có rất 
nhiều phương pháp điều khiển đã được áp dụng cho MTAD để ổn định điện áp đầu ra. Các 
phương pháp dựa  trên điều khiển  tuyến  tính như backstepping,  tuyến  tính hóa phản hồi 
vào/ra, điều khiển dựa trên hệ phẳng và chế độ trượt [4]. Tuy nhiên, tuyến tính hóa hệ pha 
cực tiểu phi tuyến và ứng dụng điều khiển tuyến tính có thể dẫn tới chất lượng điều khiển 
không cao ở những điểm làm việc khác nhau, trong điều kiện bị ảnh hưởng bởi nhiễu tải 
và sự trôi thông số của các phần tử trong mạch. Với các phương pháp điều khiển phi tuyến 
trên mô hình phi tuyến của MTAD cho phép hệ có khả năng bền vững cao hơn, thỏa mãn 
các  yêu  cầu  về  chất  lượng  trong  dải  rộng  vận  hành,  các  bất  định  tham  số  và  nhiễu  tải. 
Trong tài liệu [6], phương pháp điều khiển PI kết hợp với điều khiển trượt(SMC) làm cho 
hệ có khả năng bền vững với các nhiễu và bất định, tuy nhiên trong luật điều khiển chưa 
kể đến sự ảnh hưởng của các đại lượng này. Với mục đích điều khiển ổn định điện áp đầu 
ra  0V  sao cho ít chịu tác động của các bất định kể trên, ý tưởng là các bất định này cần 
được ước  lượng bằng quan  sát và  sử dụng chúng  trong  luật điều khiển. Bài báo này  sử 
dụng bộ quan sát để ước  lượng chúng online, giá  trị ước  lượng được sẽ đưa  tới bộ điều 
khiển trượt nhằm điều khiển ổn định điện áp đầu ra  0V , so sánh với phương pháp SMC 
truyền thống phương pháp này cho kết quả tốt hơn.  
2. ƯỚC LƯỢNG THAM SỐ BẤT ĐỊNH CỦA MTAD SỬ DỤNG 
QUAN SÁT TRẠNG THÁI 
Từ  (3)  ta  đặt  véc  tơ  0 1 2 ,
T
Lz i V     véc  tơ  đầu  ra  đo  được  là  
T
L oy i V , 
biến đổi hệ (3) về dạng phi tuyến: 
     0 1 2 1 20    


 T T T
L
x F x u G x u p
z
p x i V x x p
y x
, ,
, ,   (5) 
với  p  là véc tơ bất định cần ước lượng, giả thiết có động học chậm hơn so với biến trạng 
thái  p x    
0
0
1 / 1 1 / 0
, ,   ,
0 1 /1 / 1 /
in
L
L V u V L
F x u G x u
CC u i V R
  (6) 
Tính quan sát được của hệ xác định bằng cách xem xét véc tơ quan sát:  
  1 2 3 2 1 41/ (1 ) 1/ 1 1/
TT
iny y x x L V x u x C u x R x    (7) 
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông 
N.V.Chí, T.T.Dũng, “Điều khiển ổn định quan sát trạng thái.”  78    
Hệ  (5)  luôn quan sát được khi  1 0Lx i , điều này hoàn  toàn  thỏa mãn vì khi mạch 
làm việc luôn có công suất khác không, và do đó luôn có  1 0Lx i . Giả thiết các sai lệch 
ước lượng  ˆ ˆ,x px x p p  , sử dụng bộ quan sát có dạng sau:  
 2 1
ˆ, ,ˆ /
ˆ / ,
x
T
x x x
F x u G x u pdx dt
dp dt K K G x u

  
  

  (8) 
trong đó  2 2 2 2,R P R   là các ma trận xác định dương và thỏa mãn điều kiện: 
  12 2 1 2,   hay   , ,    K G x u P K G x u P K K
     (9) 
Với bộ quan sát (8), động học sai lệch quan sát được xác định là: 
 2 2 1
,
, ,
x p x
T
p p x x x
G x u
K G x u K K G x u
  
    
  
  


   (10) 
Chọn hàm Lyapunov xác định dương  2 2 / 2x pV   , đạo hàm V theo thời gian là:  
 2 2 1   = , , ,
T T
x x p p
T T T T T T T
x p p x p p p x p x p x
V
G x u K G x u K K G x u
   
           
   
  
 (11) 
Thay thế  2 1 2, ,K G x u P K K   ta có  
0
0
x
x p
p
V
P

 

  
           (12) 
Như vậy từ (12) cho thấy rằng tính ổn định theo hàm mũ của bộ quan sát có thể được 
đảm bảo bằng các ma trận  và P là ma trận xác định dương. Việc chỉnh định các tham số 
của  và P dựa trên nguyên tắc là động học của véc tơ trạng thái nhanh hơn động học của 
các tổn thất, như vậy ma trận  cần có phần thực của giá trị riêng lớn hơn so với P. 
3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP DỰA TRÊN ƯỚC LƯỢNG 
BẤT ĐỊNH SỬ DỤNG ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT 
Cấu trúc điều khiển dựa trên ước lượng bất định đề xuất được mô tả trên hình 3. 
Hình 3. Cấu trúc điều khiển ổn định điện áp sử dụng 
 ước lượng bất định sử dụng SMC cho MTAD. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016                              79
Sử dụng luật điều khiển hai thành phần  du u u , trong đó thành phần  u  là tín hiệu 
điều khiển ở chế độ danh định và thành phần  du  là tín hiệu điều khiển dùng để bù lại sự 
ảnh hưởng của các bất định.  
a. Thiết kế luật điều khiển u 
Từ (1), ở chế độ danh định lý tưởng, không có trôi tham số và tổn thất ta có: 
0
0 0
/ / 1 /
/ 1 /    /
L in
L
di dt V L u V L
dV dt u i C V RC
   (13) 
Giả thiết sai lệch bám của điện áp đầu ra và dòng qua điện cảm là 
  0 ,  v r i r Le V V e i i     (14) 
trong đó  rV  và  2 /r r ini V RV  là các điện áp đặt và dòng điện đặt mong muốn. Sau khi 
biến đổi ta có động học sai lệch bám điện áp và dòng điện của hệ là: 
  e Ae Bu C      (15) 
với     
0
0
/ //0 1/
, , ,
/1 / 0 / /

T r rL
v i
r in r
V RC i C Vi CC
e e e A B C
V LL V V L di dt
Sử dụng luật điều khiển:             u ke B C   (16)  
với   1 2k k k  là véc tơ hằng số và  
1 T TB B B B là véc tơ giả nghịch đảo trái của B.  
Với luật điều khiển (16) động học sai lệch bám có dạng:  
   e A Bk e BB C C A Bk e     (17) 
trong đó véc tơ   1 2k k k được chọn sao cho ma trận  A Bk  là Hurwitz, có nghĩa là 
nghiệm đa thức của nó năm phía bên trái trục ảo, hay  lim ( ) 0 t e t , hệ kín ổn định. Tuy 
nhiên, nếu có sự trôi các tham số trong mô hình khỏi giá trị danh định, hoặc nhiễu tải thì 
luật trên không thể đảm bảo. Do vậy, ta cần thiết kế thêm luật điều khiển trượt sau đây để 
đảm bảo hệ kín luôn ổn định bất chấp trôi tham số cũng như nhiễu do các tổn thất gây ra. 
b. Thiết kế luật điều khiển du 
Luật điều khiển  du được thiết kế dựa trên SMC, dùng mặt trượt có dạng:  
  0
0
( ) ( ) ( )
t
T
s t e e A Bk ed
e

  


   (18) 
với  0 / /v v L i ie V e k i e k , ,v ik k là các hằng số dương cho trước,   0e là  trạng thái đầu 
của  e . Từ (16), (17), (18) và điều kiện  (0) 0 s  cho ta thấy rằng  
( )
0
T T
ds t
e A Bk e
dt e e
  
 
     (19) 
hay  ( ) 0 s t  với mọi 0 t , có nghĩa là trạng thái của hệ bắt đầu trên mặt trượt thay vì ở 
bên ngoài mặt trượt như các bộ điều khiển trượt truyền thống. Xem xét đến bất định của 
MTAD, từ phương trình động học (3), sai lệch động học được viết là: 
  e Ae Bu C      (20) 
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông 
N.V.Chí, T.T.Dũng, “Điều khiển ổn định quan sát trạng thái.”  80    
với  21  
T
. Sử dụng SMC có kể đến bất định, du  được xác định là: 
  4 3 ˆsgn ( ) ( )du k s t k s t B p    (21) 
Khi hệ áp dụng luật điều khiển tổng  du u u  thì sai lệch động học bám hệ kín: 
 Nếu  ˆ p p  thì  4 3sgn ( ) ( ) e A Bk e Bk s t k s t                        (22) 
 Nếu tồn tại sai lệch quan sát, hay  ˆ p p  thì sai lệch động học bám là  
     4 3 1 2 ˆsgn ( ) ( ) ,   =
T
e A Bk e Bk s t k s t w w w w p p      (23) 
Từ luật điều khiển  du u u , ta có:  
4 3
2
4 3 0 1 2
2 2 2
4 3 4 0 1 2 0 1 1
( ) ( ) ( ) sgn ( ) ( ) ( )
 ( ) sgn ( ) ( ) ( ) / /
 ( ) ( ) ( ) / / ( ) / /
T T
L i
L i L i
s t s t s t Bk s t k s t s t w
e e
s t k s t k s t s t V w kv i w k
k s t k k s t s t V w kv i w k s t V w kv i w k
 
 
 

  (24) 
Nếu hệ số khuếch đại   được chọn sao cho thỏa mãn điều kiện: 
  24 0 1 1/ /v L ik V w k i w k    (25) 
thì (24) được viết thành  2 23 4( ) ( ) ( ) 0s t s t k k s t      (26) 
Vậy hệ kín luôn ổn định toàn cục kể cả khi hệ có tồn tại sai lệch giá trị danh định, sai 
lệch ước lượng tổn thất và nhiễu tải.  
4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 
4.1. Số liệu đầu vào 
Tiến  hành  mô  phỏng  bằng  công  cụ  cận  thực  tế  Toolbox  Powersystems  của 
Matlab/Simulink cho MTAD với các tham số danh định là:  
40 100 40 20 50, , , ,in rL mH C F R V V V V  . 
Tham  số  bộ  quan  sát:  P [10000 0;0 10000], [50 0;0 50] ,  tham  số  bộ  điều  khiển: 
1 2 3 425000 152 10 100 0 01v ik k k k k k k 
0.0247 0.3564 , , , , , .  
Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng 
0
0 6 0 001 1( ) , . , . ( )
T
IAE e t dt T s T s ms  
4.2. Kết quả mô phỏng 
1. Kết quả quan sát 
40 100 40 20, , , inL mH C F R V V  ,  giá  trị điện  trở của điện cảm và  tụ điện  là 
0 001.  ,  diot  có  điện  trở  thuận  là  610  ,  điện  cảm  thuận  là  0H,  điện  áp  rơi  khi  mở  là 
0.8V, điện trở khi đóng là  500 , điện dung khi đóng là  9250 10. F . IGBT có điện trở khi 
mở là  610  , điện trở khi đóng là  610  , điện dung khi đóng bằng vô cùng, điện trở tải R 
thay đổi  từ  40   thành  30 tại  thời điểm 0.03s,  chu kỳ băm xung 100Khz,  chu kỳ  tính 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016                              81
toán  trong  Matlab  510 s ,  0 2 .u .  Kết  quả  mô  phỏng  quan  sát  trong  khoảng  thời  gian 
500ms như sau: 
Nhận xét: Kết quả quan sát như thể hiện trên hình 4, trong đó bên trái là dòng điện  Li  
và điện áp  0V  quan sát khi so sánh với giá trị đo được. Với giá trị ma trận  được chọn lớn 
hơn cho phù hợp với động học dòng điện, sai số quan sát nhỏ hơn so với điện áp, hình bên 
phải  là  các  tổn  thất  áp  và  dòng  nói  dung,  các  tổn  thất  này  được  sinh  ra  do  diot,  IGBT 
không lý tưởng, sự tồn tại của điện trở của điện cảm và điện trở của tụ điện sẽ gây ra tổn 
thất. Nếu diod,  IGBT  lý  tưởng,  các  điện  cảm và  tụ  điện  lý  tưởng,  tổn  thất  này  sẽ  bằng 
không. Để thấy được tổn thất dòng, tổn thất áp khi các tham số của MTAD thay đổi, giả 
thiết  50 20% ,L L mH   500 500%C C F   điện  trở  tải  thay  đổi  dạng  bước  nhảy  từ 
40R   thành  60R   tại t =100ms và quay trở lại  120R   tại t = 200ms. Điện áp đầu 
vào  inV  thay đổi từ 15V lên 20V tại t =300ms và quay trở lại 15V khi t =400ms. Kết quả 
quan sát tổn thất như sau: 
Hình 5. a) Sự thay đổi của điện trở tải R và điện áp đầu vào Vin, b)Dòng điện Li và điện 
áp 0V quan sát và thực tế , c) Tổn thất áp 1 và tổn thất dòng 2 quan sát được. 
2. Kết quả điều khiển 
Hình 4. a) Dòng điện Li , điện áp đầu ra 0V thực (nét liền) và quan sát (nét 
đứt); b) Tổn thất áp 1 và tổn thất dòng 2 quan sát được. 
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông 
N.V.Chí, T.T.Dũng, “Điều khiển ổn định quan sát trạng thái.”  82    
Với thay đổi tham số như phần quan sát, giả thiết điện áp đặt thay đổi từ 30V lên 40V tại 
thời điểm t = 500ms, kết quả điều khiển có kể đến tổn thất, không kể đến tổn thất như sau: 
Hình 5. a) Sự thay đổi của điện trở tải R và điện áp đầu vào inV , b)Kết quả điều khiển 
ổn định điện áp đầu ra (đường nét liền) so với phương pháp điều khiển 
trượt truyền thống (đường nét đứt). 
Nhận xét: với bộ điều khiển trượt có kể đến ảnh hưởng của các tổn thất, điện áp đầu ra 
bám theo giá trị đặt với thời gian quá độ cỡ 0.005s, tại các thời điểm sảy ra sự sự thay đổi 
tham số R và điện áp  inV  điện áp đầu ra của MTAD cũng nhanh chóng được điều khiển ổn 
định trở lại, phương pháp này có IAE = 0.422 so sánh với điều khiển trượt truyền thống 
với IAE = 0.586. 
5. KẾT LUẬN 
Bài báo này trình bày một nghiên cứu về điều khiển ổn định điện áp đầu ra cho mạch 
tăng áp một chiều dựa trên điều khiển trượt có kể đến tổn thất dòng điện và điện áp gây ra 
bởi các phần tử không lý tưởng trong mạch, hiện tượng trôi tham số và sự không ổn định 
của điện áp đầu vào. Các tổn thất dòng và áp được ước lượng bằng bộ quan sát trạng thái, 
sau đó được đưa vào tính toán trong luật điều khiển. Luật điều khiển trượt gồm hai thành 
phần: thành phần nền có tác dụng điều khiển đối với chế độ danh định không có tổn thất, 
thành phần bù có  tác dụng điều khiển  trong  trường có  tổn  thất và  thay đổi  tham số của 
mạch. Hệ kín ổn định tiệm cận toàn cục, kết quả mô phỏng cho thấy được tác dụng của 
thành phần bù khi  tính  toán đến các  tổn  thất,  so sánh với phương pháp điều khiển  trượt 
truyền thống cho thấy chất lượng được cải thiện hơn thông qua chỉ tiêu IAE.  
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Y.I.  Son  and  I.H.  Kim,  “Complementary PID controller to passivity-based 
nonlinear control of boost converters with inductor resistance”,  Control  Systems 
Technology, IEEE Transactions on 20 (3), 2012, pp. 826-834. 
[2]. Andrea  Mocci,  Andrea  Lai,  Alessandro  Serpi,  Ignazio  Marongiu  and  Gianluca 
Gatto,  “Inductor Losses Estimation in DC-DC Converters by Means of Averaging 
Technique”, Journal of Energy and Power Engineering No 9, 2015.   
[3]. Goo  Jong  Jeong,  In Hyuk Kim and Young  Ik Son, “Design of an adaptive output 
feedback controller for a dc/dc boost converter subject to load variatio”, 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016                              83
International Journal of Innovative Computing, Information and Control ICIC, ISSN 
1349-4198 Volume 7, Number 2, February 2011. 
[4]. R.  J.  Wai ;Yuan  Ze  Univ.,  Chungli; L.  C.  Shih,  “Design of Voltage Tracking 
Control for DC–DC Boost Converter Via Total Sliding-Mode Technique”, IEEE 
Transactions on Industrial Electronics, Volume 58, Issue  6, 2011. 
[5]. Said Oucheriah, “Robust nonlinear adaptive control of a DC-DC boost conveter with 
uncertain parameters”,  International  Journal  of  Innovative  Computing,  Information 
and Control ICIC, ISSN 1349-4198 Volume 11, Number 3, February 2015. 
[6]. Z. Chen, W. Gao, J. Hu and X. Ye, “Closed loop analysis and cascade control of a 
nonminimum phase boost converter”, IEEE Transaction, Power Electronics, Vol 26, 
no4, 2011, pp.1237-1252. 
 ABSTRACT 
VOLTAGE STABILIZATION OF DC-DC BOOST WITH LOSSES AND PARAMETER 
VARYING BASED ON THE STATE ESTIMATION  
The voltage stabilization of the DC-DC boost, the main part in the power 
devices, is an important problem. Up to now, there are many control methods 
applied successfully to the MTAD with the ideal model. In the practice, the current 
and voltage losses caused by the non ideal of the L, C, diode and IGBT, the varying 
of the input voltage. To increase the performance of MTAD with losses, we propose 
the using the observer to estimate the losses, and then it is used in sliding mode 
control law for stabilization the output voltage. The effectiveness of this method is 
verified by Powersystems Toolbox of Matlab, the good transient response to losses 
is indicated in comparison with a conventional sliding mode control. 
Keywords: DC-DC  boost,  DC-DC  converter,  Losses  in  the  circuit,  Parameter  estimation,  State  observers, 
Voltage stabilization, Parameter varying. 
Nhận bài ngày 12 tháng 04 năm 2016 
Hoàn thiện ngày 23 tháng 06 năm 2016 
Chấp nhận đăng ngày 04 tháng 07 năm 2016 
Địa chỉ: Khoa Điện tử, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên. 
                 *Email: ngchi@tnut.edu.vn 

File đính kèm:

  • pdfdieu_khien_on_dinh_dien_ap_cho_mach_tang_ap_dc_dc_co_ke_den.pdf