Regelung eines Cuk-Konverters (Control of a Cuk-Converter)
Getaktete DC-DC-Konverter sind, nicht zuletzt wegen ihres guten Wirkungsgrades, in sehr vielen Gebieten der Leistungselektronik und Antriebstechnik zu finden. Unter der Voraussetzung, dass die Schaltfrequenz hinreichend groß ist, kann zur Beschreibung der DC-DC-Konverter ein sogenanntes gemitteltes Modell mit dem Tastverhältnis als Eingangsgröße herangezogen werden. In der vorliegenden Arbeit werden suboptimale Lösungen des nichtlinearen L2- bzw. H∞-Problems für einen speziellen DC-DC-Konvertertyp, den Cuk-Konverter, angegeben. Da dies das Ermitteln einer positiv definiten Lösung der Hamilton-Jacobi-Bellman-Ungleichung (HJBU) bzw. der Hamilton-Jacobi-Bellman-Isaacs-Ungleichung (HJBIU) erfordert, ist es absolut notwendig, sich die physikalische Struktur des Modells zu Nutze zu machen. Dies wird im vorliegenden Fall erreicht, indem eine energiebasierte Beschreibung PWM-getakteter Systeme verwendet wird. Experimentelle Ergebnisse an einem Labormodell zeigen das gute Stör- und Führungsverhalten des vorgestellten Regelkonzeptes.
Switch-mode DC-DC-converters are widely used in the field of power electronic equipments and motor drive applications, especially due to their good efficiency. If the switching frequency is sufficiently high, the switch-mode DC-DC-converter can be described by a so called average model with the duty ratio as the plant input. In the present contribution, we will give suboptimal solutions for the nonlinear L2- and H∞-problem of a special type of DC-DC-converters, namely the Cuk-converter. By solving these problems, we have to find a positive definite solution of the Hamilton-Jacobi-Bellman-inequality (HJBi) and the Hamilton-Jacobi-Bellman-Isaacs-inequality (HJBIi), respectively. Without taking into account the physical structure of the system, this is a hardly solvable venture. In our case, we get the necessary physical insight by an energy based description of PWM-switch-mode DC-DC-converters. Experimental results on a laboratory model prove the excellent performance of the proposed concept.
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