Jurnal internasional fuzzy di indo
Desain dan Simulasi Logika Fuzzy
Kontroler berbasis Switched Mode Power Supply
Rajesh Kr Ahuja, Rajesh Kumar
Departemen Teknik Elektro, YMCA Universitas Ilmu & Teknologi
Abstrak
Modus saklar power supply (SMPS) telah dicapai kepadatan daya tinggi dan kinerja tinggi
dengan mengembangkan perangkat semikonduktor daya seperti IGBT, BJT, MOSFET, dan
GTO dll SMP memiliki kapasitas untuk menangani beban variabel dan variabel tegangan
input. Efisiensi, berat dan ukuran pasokan listrik adalah daerah yang besar perhatian untuk
catu daya desainer. Artikel ini memperkenalkan metode regulasi cerdas untuk mengontrol
converter Buck menggunakan lebar pulsa modulasi switching dengan logika kontroler fuzzy.
Dalam makalah ini kami menggunakan sirkuit SMP memiliki kekuatan MOSFET sebagai
switch dan Fuzzy logic controller sinyal PWM gerbang berdasarkan ke switch untuk
mengendalikan tujuan. Makalah ini menjelaskan desain kabur logic controller menggunakan
tegangan output dari konverter sebagai umpan balik untuk secara signifikan meningkatkan
kinerja dinamis buck dc-dc converter dengan menggunakan MATLAB / SIMULINK.
Tegangan output SMPS tetap terlepas konstan beban dan masukan variasi tegangan dari
140V ke 340V.
1. PERKENALAN
Saat ini, untuk banyak peralatan listrik elektronik sistem kontrol telah meningkat banyak.
Penting dengan ini tuntutan pelanggan, banyak peneliti atau desainer telah berjuang untuk
menemukan terpercaya dan paling ekonomis controller untuk memenuhi tuntutan tersebut.
Dibandingkan dengan membuka sistem loop ide untuk memiliki sistem kontrol di dc-dc
converter adalah untuk memastikan tingkat tegangan yang diinginkan dari output dapat
diproduksi secara efisien. Makalah ini menjelaskan pengoperasian SMP (beralih modus
power supply), kontrol PWM, rectifier, kontroler fuzzy dan uang konverter. Diagram blok
berisi dua sirkuit utama, satu adalah sirkuit listrik dan satu lagi adalah rangkaian kontrol,
yang digunakan untuk mengontrol pulsa yang disediakan untuk tombol power.
Gambar 1 Blok Diagram dari SMP
2. DESAIN FUZZY LOGIC CONTROLLER
Secara tradisional, PD, PI dan PID adalah kontroler yang paling populer dan mereka banyak
digunakan di sebagian besar daya elektronik peralatan loop tertutup, tetapi pada tahun
terakhir ada banyak peneliti melaporkan berhasil mengadopsi Fuzzy Logic Controller (FLC)
untuk menjadi salah satu pengendali cerdas. Tulisan ini menggunakan fuzzy logic controller
dengan umpan balik dari tegangan output masing-masing. Tegangan output dalam rangkaian
akan diumpankan ke kontroler fuzzy untuk memberikan ukuran yang tepat pada sinyal steady
state. Teknik ini dapat diterapkan untuk berbagai topologi konverter dc-dc seperti Buck,
Boost dan Buckland Meningkatkan.
Berdasarkan pengetahuan manusia kendali logika fuzzy dibangun oleh sekelompok aturan
perilaku sistem. Untuk dinamis perilaku dc-to-dc converter dan kinerja pengendali yang
diusulkan kita menggunakan Matlab simulasi. desain kabur logic controller dapat
memberikan sinyal yang diinginkan baik besar dan kinerja yang dinamis sinyal kecil, yang
tidak mungkin di teknik kontrol linier. Jadi, fuzzy logic controller memiliki kemampuan
untuk meningkatkan ketahanan dc-to-dc konverter. Skema dasar controller terdiri dari empat
komponen utama seperti: a fuzzifikasi, yang mengubah masukan nilai data ke dalam nilainilai linguistik yang cocok; basis pengetahuan, yang terdiri dari aturan kontrol mengatur dan
data base dengan definisi linguistik diperlukan; Keputusan-Membuat logika, yang digunakan
untuk simulasi proses keputusan manusia dan menyimpulkan aksi kontrol fuzzy dari
pengetahuan tentang aturan kontrol dan definisi variabel linguistik; Dan Antarmuka
defuzzifikasi, yang menghasilkan tindakan kontrol fuzzy non dari tindakan kontrol fuzzy
disimpulkan.
Analisis rangkaian buck converter mengungkapkan bahwa arus induktor memainkan tugas
penting dalam respon dinamis buck converter. itu juga menyediakan informasi energi
penyimpanan dalam konverter. Dengan demikian, setiap perubahan dalam induktor saat ini
dapat mempengaruhi tegangan keluaran konverter, tegangan output akan memberikan
informasi kondisi steady state of converter. Namun, tiga parameter utama perlu
dipertimbangkan ketika merancang konverter buck adalah kekuatan switch, kapasitor dan
induktor.
3. Fuzzy Logic Fungsi Keanggotaan
Buck dc-dc konverter adalah fungsi nonlinear dari siklus karena model sinyal kecil dan
pengendaliannya Metode ini diterapkan pada kontrol konverter buck. Dalam kontroler Fuzzy
model matematika tidak memerlukan. Sebagai gantinya, mereka dirancang berdasarkan
pengetahuan umum dari tanaman (converter). Kontroler Fuzzy dirancang untuk mengadopsi
berbagai titik operasi. Fuzzy Logic Controller dirancang untuk mengontrol output dari buck
dc-dc converter. Dalam kabur Sistem logika dua variabel input, kesalahan (e) dan perubahan
error (de) dan satu variabel output (u) adalah siklus dari PWM output digunakan.
Untuk setiap variabel input dan output fuzzy set harus didefinisikan. Seperti yang
ditunjukkan pada Gambar. 2. Lima subset kabur PS (Positif Kecil), PB (Positive Big), ZE
(Zero), NS (Negatif kecil), NB (Negatif Big) telah dipilih untuk variabel input error (e) dan
perubahan error (de). Bentuk Segitiga telah diadopsi untuk fungsi keanggotaan; nilai masingmasing variabel input dan output normal di kisaran [-1,1] dengan menggunakan faktor skala
yang sesuai.
Gambar 2 Plot Fungsi Keanggotaan kesalahan.
Gambar 3 Keanggotaan Plot Fungsi error perubahan
Gambar 4 Keanggotaan Plot Fungsi rasio tugas
4. Fuzzy Logic Tabel Aturan
Aturan kontroler fuzzy yang memainkan peran yang sangat penting untuk simulasi kontroler
yang diperoleh dari analisis sistem perilaku. Dalam formulasi mereka itu harus diperhatikan
bahwa, Dengan menggunakan kontroler ini kita meningkatkan konverter pertunjukan dalam
hal respon dinamis dan ketahanan. ketika tegangan output jauh dari set point yaitu error (e)
adalah NB atau PB, controller harus melakukan tindakan korektif yang kuat yaitu siklus
mendekati nol atau memiliki dinamis Tanggapan secepat mungkin, jelas dengan
mempertimbangkan spesifikasi batas saat sistem.
Tabel 1: Aturan untuk kesalahan dan perubahan error
Kedua, ketika kesalahan tegangan output dari sistem pendekatan ke nol yaitu error (e) adalah
ZE, NS, PS kemudian untuk memastikan stabilitas sekitar titik kerja, kesalahan saat ini harus
benar diperhitungkan. ketika nilai saat ini mendekati nilai batas, aturan yang sesuai harus
diperkenalkan untuk mencegah overshoots besar. Aturan fuzzy kontrol untuk kesalahan dan
perubahan error dapat disebut pada tabel 1: \
5. Hasil Simulasi
Model simulink dari buck converter dengan fuzzy logic controller yang ditunjukkan pada
Gambar 5 dan simulasi dilakukan di MATLAB / SIMULINK.
Gambar 5 Closed Loop model Simulink dari Buck converter menggunakan Fuzzy logic
controller
Simulasi dilakukan dengan variasi tegangan input dari 140 volt menjadi 340 volt pada beban
yang berbeda mempertahankan keluaran tegangan konstan pada 10 volt Hasil simulasi
ditunjukkan pada Gambar 5-8 dan ditabulasi pada Tabel 2.
5.1 Hasil dengan variasi beban: -
Gambar 6. Keluaran Tegangan dan arus dengan 140 V tegangan input pada resistansi beban
25Ω
Gambar 7. Tegangan Output dan saat ini dengan 140 V tegangan input pada resistansi beban
50Ω
5.3 Hasil dengan variasi tegangan input
Gambar 8. Tegangan Output dan saat ini dengan 180 V tegangan input pada resistansi beban
25Ω
Gambar 9. Keluaran Tegangan dan arus dengan 220 V tegangan input pada resistansi beban
25Ω
Tabel 2: - Hasil dengan beban dan tegangan input variasi
6. KESIMPULAN
Desain fuzzy logic controller pada kontrol buck dc-dc converter dengan menggunakan
MATLAB Simulink telah berhasil dicapai. Sebuah algoritma berdasarkan prediksi fuzzy
logic controller, menggunakan parameter aturan fuzzy, menunjukkan ke lebih mudah
daripada sirkuit lainnya. Sebagai loop sirkuit tertutup dengan fuzzy logic controller dengan
0% overshoot menunjukkan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan sirkuit loop terbuka
tanpa menggunakan logika fuzzy dimana memiliki 80% overshoot.SMPS beroperasi di
converter Buck merupakan langkah turun DC-DC converter digunakan di banyak elektronik
perangkat. Hal yang sama telah disimulasikan dengan Menggunakan MATLAB, tegangan
output 10V diperoleh dengan input kisaran pasokan 140V-340V DC. bentuk gelombang di
berbagai titik diperoleh, dipelajari dan dibandingkan dengan bentuk gelombang teoritis.
Bentuk gelombang yang ditemukan sama dengan bentuk gelombang yang diinginkan. Oleh
karena itu, rangkaian buck DC- DC converter dikendalikan oleh kontroler logika fuzzy
dikonfirmasi kebutuhan pendekatan yang diusulkan.
Referensi
[1] Bimal K.Bose: Modern Power Electronics dan Ac Mobil
[2] Mohan, N. (2007): First Course di Power Electronics.
[3] Rashid, M H. (2004): Power Electronics: Circuits, Devices dan Aplikasi.
[4] P. Vijaya Kumar dan Dr. S. Rama Reddy: Closed Loop Controlled SMP Sistem
Menggunakan Teruskan Converter.
[5] Elena Niculescu: Analisis Converters PWM Menggunakan Matlab simulasi, dan
evaluasi eksperimental
[6] VSCRaviraj, PCSen: studi Perbandingan Proporsional-Integral, Sliding Mode dan
Fuzzy Logic Controller untuk Daya Converters.
Kontroler berbasis Switched Mode Power Supply
Rajesh Kr Ahuja, Rajesh Kumar
Departemen Teknik Elektro, YMCA Universitas Ilmu & Teknologi
Abstrak
Modus saklar power supply (SMPS) telah dicapai kepadatan daya tinggi dan kinerja tinggi
dengan mengembangkan perangkat semikonduktor daya seperti IGBT, BJT, MOSFET, dan
GTO dll SMP memiliki kapasitas untuk menangani beban variabel dan variabel tegangan
input. Efisiensi, berat dan ukuran pasokan listrik adalah daerah yang besar perhatian untuk
catu daya desainer. Artikel ini memperkenalkan metode regulasi cerdas untuk mengontrol
converter Buck menggunakan lebar pulsa modulasi switching dengan logika kontroler fuzzy.
Dalam makalah ini kami menggunakan sirkuit SMP memiliki kekuatan MOSFET sebagai
switch dan Fuzzy logic controller sinyal PWM gerbang berdasarkan ke switch untuk
mengendalikan tujuan. Makalah ini menjelaskan desain kabur logic controller menggunakan
tegangan output dari konverter sebagai umpan balik untuk secara signifikan meningkatkan
kinerja dinamis buck dc-dc converter dengan menggunakan MATLAB / SIMULINK.
Tegangan output SMPS tetap terlepas konstan beban dan masukan variasi tegangan dari
140V ke 340V.
1. PERKENALAN
Saat ini, untuk banyak peralatan listrik elektronik sistem kontrol telah meningkat banyak.
Penting dengan ini tuntutan pelanggan, banyak peneliti atau desainer telah berjuang untuk
menemukan terpercaya dan paling ekonomis controller untuk memenuhi tuntutan tersebut.
Dibandingkan dengan membuka sistem loop ide untuk memiliki sistem kontrol di dc-dc
converter adalah untuk memastikan tingkat tegangan yang diinginkan dari output dapat
diproduksi secara efisien. Makalah ini menjelaskan pengoperasian SMP (beralih modus
power supply), kontrol PWM, rectifier, kontroler fuzzy dan uang konverter. Diagram blok
berisi dua sirkuit utama, satu adalah sirkuit listrik dan satu lagi adalah rangkaian kontrol,
yang digunakan untuk mengontrol pulsa yang disediakan untuk tombol power.
Gambar 1 Blok Diagram dari SMP
2. DESAIN FUZZY LOGIC CONTROLLER
Secara tradisional, PD, PI dan PID adalah kontroler yang paling populer dan mereka banyak
digunakan di sebagian besar daya elektronik peralatan loop tertutup, tetapi pada tahun
terakhir ada banyak peneliti melaporkan berhasil mengadopsi Fuzzy Logic Controller (FLC)
untuk menjadi salah satu pengendali cerdas. Tulisan ini menggunakan fuzzy logic controller
dengan umpan balik dari tegangan output masing-masing. Tegangan output dalam rangkaian
akan diumpankan ke kontroler fuzzy untuk memberikan ukuran yang tepat pada sinyal steady
state. Teknik ini dapat diterapkan untuk berbagai topologi konverter dc-dc seperti Buck,
Boost dan Buckland Meningkatkan.
Berdasarkan pengetahuan manusia kendali logika fuzzy dibangun oleh sekelompok aturan
perilaku sistem. Untuk dinamis perilaku dc-to-dc converter dan kinerja pengendali yang
diusulkan kita menggunakan Matlab simulasi. desain kabur logic controller dapat
memberikan sinyal yang diinginkan baik besar dan kinerja yang dinamis sinyal kecil, yang
tidak mungkin di teknik kontrol linier. Jadi, fuzzy logic controller memiliki kemampuan
untuk meningkatkan ketahanan dc-to-dc konverter. Skema dasar controller terdiri dari empat
komponen utama seperti: a fuzzifikasi, yang mengubah masukan nilai data ke dalam nilainilai linguistik yang cocok; basis pengetahuan, yang terdiri dari aturan kontrol mengatur dan
data base dengan definisi linguistik diperlukan; Keputusan-Membuat logika, yang digunakan
untuk simulasi proses keputusan manusia dan menyimpulkan aksi kontrol fuzzy dari
pengetahuan tentang aturan kontrol dan definisi variabel linguistik; Dan Antarmuka
defuzzifikasi, yang menghasilkan tindakan kontrol fuzzy non dari tindakan kontrol fuzzy
disimpulkan.
Analisis rangkaian buck converter mengungkapkan bahwa arus induktor memainkan tugas
penting dalam respon dinamis buck converter. itu juga menyediakan informasi energi
penyimpanan dalam konverter. Dengan demikian, setiap perubahan dalam induktor saat ini
dapat mempengaruhi tegangan keluaran konverter, tegangan output akan memberikan
informasi kondisi steady state of converter. Namun, tiga parameter utama perlu
dipertimbangkan ketika merancang konverter buck adalah kekuatan switch, kapasitor dan
induktor.
3. Fuzzy Logic Fungsi Keanggotaan
Buck dc-dc konverter adalah fungsi nonlinear dari siklus karena model sinyal kecil dan
pengendaliannya Metode ini diterapkan pada kontrol konverter buck. Dalam kontroler Fuzzy
model matematika tidak memerlukan. Sebagai gantinya, mereka dirancang berdasarkan
pengetahuan umum dari tanaman (converter). Kontroler Fuzzy dirancang untuk mengadopsi
berbagai titik operasi. Fuzzy Logic Controller dirancang untuk mengontrol output dari buck
dc-dc converter. Dalam kabur Sistem logika dua variabel input, kesalahan (e) dan perubahan
error (de) dan satu variabel output (u) adalah siklus dari PWM output digunakan.
Untuk setiap variabel input dan output fuzzy set harus didefinisikan. Seperti yang
ditunjukkan pada Gambar. 2. Lima subset kabur PS (Positif Kecil), PB (Positive Big), ZE
(Zero), NS (Negatif kecil), NB (Negatif Big) telah dipilih untuk variabel input error (e) dan
perubahan error (de). Bentuk Segitiga telah diadopsi untuk fungsi keanggotaan; nilai masingmasing variabel input dan output normal di kisaran [-1,1] dengan menggunakan faktor skala
yang sesuai.
Gambar 2 Plot Fungsi Keanggotaan kesalahan.
Gambar 3 Keanggotaan Plot Fungsi error perubahan
Gambar 4 Keanggotaan Plot Fungsi rasio tugas
4. Fuzzy Logic Tabel Aturan
Aturan kontroler fuzzy yang memainkan peran yang sangat penting untuk simulasi kontroler
yang diperoleh dari analisis sistem perilaku. Dalam formulasi mereka itu harus diperhatikan
bahwa, Dengan menggunakan kontroler ini kita meningkatkan konverter pertunjukan dalam
hal respon dinamis dan ketahanan. ketika tegangan output jauh dari set point yaitu error (e)
adalah NB atau PB, controller harus melakukan tindakan korektif yang kuat yaitu siklus
mendekati nol atau memiliki dinamis Tanggapan secepat mungkin, jelas dengan
mempertimbangkan spesifikasi batas saat sistem.
Tabel 1: Aturan untuk kesalahan dan perubahan error
Kedua, ketika kesalahan tegangan output dari sistem pendekatan ke nol yaitu error (e) adalah
ZE, NS, PS kemudian untuk memastikan stabilitas sekitar titik kerja, kesalahan saat ini harus
benar diperhitungkan. ketika nilai saat ini mendekati nilai batas, aturan yang sesuai harus
diperkenalkan untuk mencegah overshoots besar. Aturan fuzzy kontrol untuk kesalahan dan
perubahan error dapat disebut pada tabel 1: \
5. Hasil Simulasi
Model simulink dari buck converter dengan fuzzy logic controller yang ditunjukkan pada
Gambar 5 dan simulasi dilakukan di MATLAB / SIMULINK.
Gambar 5 Closed Loop model Simulink dari Buck converter menggunakan Fuzzy logic
controller
Simulasi dilakukan dengan variasi tegangan input dari 140 volt menjadi 340 volt pada beban
yang berbeda mempertahankan keluaran tegangan konstan pada 10 volt Hasil simulasi
ditunjukkan pada Gambar 5-8 dan ditabulasi pada Tabel 2.
5.1 Hasil dengan variasi beban: -
Gambar 6. Keluaran Tegangan dan arus dengan 140 V tegangan input pada resistansi beban
25Ω
Gambar 7. Tegangan Output dan saat ini dengan 140 V tegangan input pada resistansi beban
50Ω
5.3 Hasil dengan variasi tegangan input
Gambar 8. Tegangan Output dan saat ini dengan 180 V tegangan input pada resistansi beban
25Ω
Gambar 9. Keluaran Tegangan dan arus dengan 220 V tegangan input pada resistansi beban
25Ω
Tabel 2: - Hasil dengan beban dan tegangan input variasi
6. KESIMPULAN
Desain fuzzy logic controller pada kontrol buck dc-dc converter dengan menggunakan
MATLAB Simulink telah berhasil dicapai. Sebuah algoritma berdasarkan prediksi fuzzy
logic controller, menggunakan parameter aturan fuzzy, menunjukkan ke lebih mudah
daripada sirkuit lainnya. Sebagai loop sirkuit tertutup dengan fuzzy logic controller dengan
0% overshoot menunjukkan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan sirkuit loop terbuka
tanpa menggunakan logika fuzzy dimana memiliki 80% overshoot.SMPS beroperasi di
converter Buck merupakan langkah turun DC-DC converter digunakan di banyak elektronik
perangkat. Hal yang sama telah disimulasikan dengan Menggunakan MATLAB, tegangan
output 10V diperoleh dengan input kisaran pasokan 140V-340V DC. bentuk gelombang di
berbagai titik diperoleh, dipelajari dan dibandingkan dengan bentuk gelombang teoritis.
Bentuk gelombang yang ditemukan sama dengan bentuk gelombang yang diinginkan. Oleh
karena itu, rangkaian buck DC- DC converter dikendalikan oleh kontroler logika fuzzy
dikonfirmasi kebutuhan pendekatan yang diusulkan.
Referensi
[1] Bimal K.Bose: Modern Power Electronics dan Ac Mobil
[2] Mohan, N. (2007): First Course di Power Electronics.
[3] Rashid, M H. (2004): Power Electronics: Circuits, Devices dan Aplikasi.
[4] P. Vijaya Kumar dan Dr. S. Rama Reddy: Closed Loop Controlled SMP Sistem
Menggunakan Teruskan Converter.
[5] Elena Niculescu: Analisis Converters PWM Menggunakan Matlab simulasi, dan
evaluasi eksperimental
[6] VSCRaviraj, PCSen: studi Perbandingan Proporsional-Integral, Sliding Mode dan
Fuzzy Logic Controller untuk Daya Converters.