Synthesis of a Discontinuous Control Law for a Step-Down Voltage Converter

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This paper presents a nonlinear discontinuous control law that allows stabilizing the output voltage of a step-down voltage converter in conditions when the input voltage and load current are unknown. The main idea is based on the use of the so-called vortex algorithms, which ensure invariance with respect to external unmatched disturbances. The efficiency of the developed algorithms is shown by numerical simulation.

About the authors

S. A. Kochetkov

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences, 117997, Moscow, Russia

Email: kos@ipu.ru
Москва, Россия

O. S. Tkacheva

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences, 117997, Moscow, Russia

Email: tkolga17@gmail.com
Москва, Россия

A. V. Utkin

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences, 117997, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: utkin-av@rambler.ru
Москва, Россия

References

  1. Ромаш Э.М., Драбович Ю.И., Юрченко Н.Н., Шевченко П.Н. Высокочастотные транзисторные преобразователи. М.: Радио и связь, 1988, 288 с.
  2. Shtessel Y.B., Zinober A., Shkolnikov I. Sliding Mode Control of Boost and Buck-boost Power Converters Using Method of Stable System Center // Automatica. 2003. V. 39. № 6. P. 1061–1067.
  3. Olm J., Ros-Oton X., Shtessel Y. Stable Inversion of Abel Equations: Application to Tracking Control in DC–DC Non-minimum Phase Boost Converters // Automatica. 2011. V. 47. № 1. P. 221–226.
  4. Stefanutti W., Mattavelli P., Saggini S., Ghioni M. Autotuning of Digitally Controlled DC-DC Converters Based on Relay Feedback // IEEE Transactions on Power Electronics. 2007. V. 22. № 1. P. 199–207.
  5. Kapat S. Improved Time Optimal Control of a Buck Converter Based on Capacitor Current, // IEEE Trans. Power Electron. 2012. № 3 (27). P. 1444–1454.
  6. Kim B., Jrvenhaara J.K. A Rapid Switch Bridge Selection Method for Fully Integrated DC-DC Buck Converters // IEEE Transactions on Power Electronics. 2015. V. 30. № 8. P. 4048–4051.
  7. Giaouris D., Banerjee S., Zahawi B., Pickert P. Stability Analysis of the Continuous-conduction-mode Buck Converter Cia Filippov’s Method // IEEE Transactions on Circuits and Systems. 2008. V. 55. № 4. P. 1084–1096.
  8. Utkin V.A. Invariance and Independence in Systems with Separable Motion // Automation and Remote Control. 2001. V. 62. № 11. P. 1825–1843.
  9. Демирчан К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. Т. 1. 4-е изд. СПб.: Питер, 2004. 463 с.
  10. Wonham W.M. Linear Multivariable Control: A Geometric Approach. N.-Y.: Springer Verlag, 1974.
  11. Kochetkov S.A., Utkin V.A. Invariance in Systems with Unmatched Perturbations // Automation and Remote Control. 2013. V. 74. № 7. P. 1097–1127.
  12. Kochetkov S.A., Utkin V.A. Providing the Invariance Property on the Basis on Oscillation Modes // Doklady Mathematics. 2013. V. 88. № 2. P. 618–623.
  13. Utkin V.I. Sliding Mode Control in Electromechanical Systems. London: Tailor and Francis, 2009. 328 p.
  14. Sabanovic A., Sabanovic N., Ohnishi K. Sliding Mode in Power Converters and Motion Control Systems // Intern. J. Control. 1993. V. 57. № 5. P. 1237–1259.
  15. Filippov A.F. Differential Equations with Discontinuous Right Hand Sides. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1988.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (16KB)
Indexing metadata
3.

Download (33KB)
Indexing metadata
4.

Download (145KB)
Indexing metadata
5.

Download (92KB)
Indexing metadata
6.

Download (251KB)
Indexing metadata
7.

Download (274KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 С.А. Кочетков, О.С. Ткачева, А.В. Уткин

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».