Sliding Mode Control Applied To UPS Inverter Using Norm of the State Error

Abstract

ABSTRACT: In dynamical system it is impossible to avoid dealing with uncertain conditions such as disturbances; that case is applicable on the UPS Inverter. There are many approaches to control inverters; here we are going to introduce a new approach of sliding mode control applied to UPS inverters. We reduce the sliding time of the state trajectory, by defining a function with respect to the error norm. This function gives the system a value of the sliding line at each instance, such that the performance is improved. The function is defined as the norm of both voltage error and its derivative multiplied by a factor. The norm value is saturated for small and large value of λ, which represents the slope of the sliding line. Another parameter (β) is also introduced, which is a gain multiplying the result of the saturated function. When the state is far from the origin, small value of λ is used in the reaching mode, while large value of λ is used when the state reaches the sliding line and start to “slide” on the sliding line. From the definition of the norm error, a function is derived which is used to minimize the reaching time. The results of simulation are compared to Three level hysteresis and rotating sliding mode approaches. The new approach shows a fast response with very small value of the voltage error. Keywords: uninterruptible power supply, inverters, sliding mode control, rotating sliding line.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ÖZ: Dinamik sistemlerde bozan etkenler gibi belirsiz durumlarla karşılaşmak mümkündür. Bu çevirgeçler için de geçerlidir. Çevirgeçleri kontrol etmek için bir çok yaklaşım vardır. Bu çalışmada Kesintisiz Güç Kaynak (KGK) çevirgeçlerin kontrolu için yeni bir kayan kipli kontrol yöntemi önerilmektedir. Hata dizgesine bağlı bir işlev tanımlamak suretiyle durum gezingesinin kayma zamanını kısaltmak mümkündür. Bu işlev kayma çizgisine her an yeni bir eğim vererek başarımı artırmaktadır. Bu işlev çıkış voltajı ve türevinin düzgesi olarak tanınlanmaktadır. Düzge değeri kayma çizgisinin eğiminin çok küçük ve çok büyük değerleri için doyuma ulaşır. Bu doyumlu işlevi çarpan bir parametre (β) daha tanımlanmıştır. Durum vektörü merkezden uzak olduğunda ve erişme kipi sırasında λ için küçük, durum vektörü kayma çizgisine ulaştığında ve bunun üzerinde kaymaya başladığında ise büyük bir değer kullanılır. Düzgenin tanımından hareketle kayma zamanını en aza indigemede kullanılabilecek bir işlev elde edilmiştir. Benzetim sonuçları üç-seviyeli histerisis ve dönen kayma kipli yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntemin daha hızlı tepki ve daha düşük voltaj hatası verdiği gözlenmiştir.

Anahtar kelimeler: Kesintisiz Güç Kaynakları, Çevirgeçler, Kayan Kipli Kontrol, Dönen Kayma Çizgisi.