Güç elektroniği devrelerinde doğrusal olmayan olayların kaotik analizi ve kontrolü

Abstract

Güç elektroniği geniş uygulama alanı ile elektroniğin yeni ve gelişen bir alanıdır. Güç elektroniği elektrik gücünün dönüşümü ile ilgilenir. Elektrik gücünün bir formdan diğer forma yüksek verimle dönüştürülebilmesi için yarı iletken elemanlar kullanılmaktadır.Yarı iletken anahtarlama elemanlarının kullanılmasıyla elde edilen güç dönüştürücülerinde doğrusal olmayan olaylar meydana gelmektedir. Ayrıca, diyot gibi doğrusal olmayan elemanlar ve güç dönüştürücüleri kontrol sistemleri, güç elektroniği devrelerinde meydana gelen doğrusal olmayan olayların sebepleridir.Bu tezde güç elektroniği devrelerinde meydana gelen doğrusal olmayan olayların analizi ve kontrolü incelenmiştir. Çalışmada ilk olarak güç elektroniği devrelerinde oluşan doğrusal olmayan olayların ve kaosun nedenleri, ayrıca belirli bir parametreye göre sistemin normal çalışma konumundan kaotik duruma geçişi incelenmiştir.Daha sonra, güç elektroniği devrelerinde meydana gelen kaosun kontrolü incelenmiştir. Güç elektroniği devrelerinin modelleri MATLAB - SIMULINK' te kurularak devrenin belirli bir parametreye göre normal çalışma durumundan kaos durumuna geçiş bilgisayar benzetimleri ile gösterilmiştir.Güç elektroniği devrelerinde meydana gelen kaosun kontrolü için zaman gecikmeli geri beslemeli denetleyici tasarlanarak sisteme uygulanmıştır. Gerilim ve akım kontrollü DA sürücü devresinde meydana gelen kaotik olayların kontrolü için zaman gecikmeli geri beslemeli kontrol uygulanmıştır. Belirli şartlar altında güç elektroniği devrelerinin kaos durumundan çıkıp normal çalışma durumuna geçmesi bilgisayar benzetimleri ile sağlanmıştır.Son olarak ise bu çalışmadan elde edilen sonuçlar tartışılmış ve değerlendirilmiştir.

The power electronics is developing and new area of electronics with wide practical application area. It is interested in converting efficiently the electrical power from one form to another form. In order to convert electrical power from one form to another efficiently, semiconductor devices are used in power electronics.By using semiconductor devices, nonlinear phenomena are occurred in power electronics circuits such as converters. In other words, power converters exhibit nonlinear phenomenon. In all power electronics circuits, the switching element is the important source of nonlinearity. Moreover, other reasons of nonlinearity in power converters are the nonlinear devices such as diodes and the control methods of power converters.In this study, nonlinear phenomena in power converters and its control are investigated. Firstly, the reason of nonlinear phenomena and chaos in power converters and according to particular parameter, the system going from normal condition to chaotic condition are analyzed.Afterwards, the control of chaos in power converters is studied. The model of power electronics converters are constructed in MATLAB-SIMULINK and according to certain values, the system going from normal condition to chaotic condition are demonstrated with computer simulations.In order to control of chaos in power converters, controller designed based on time delay feedback control is applied to system. Time delayed feedback control firstly applied to control of chaotic phenomena in voltage and current mode controlled DC drive system. The transition to normal state from chaotic state of the controlled system is demonstrated with computer simulations under certain condition.Finally, in this study, obtained results have been discussed and evaluated.