Perancangan dan Implementasi Sistem Kendali Tegangan Boost Converter Menggunakan Fuzzy Integral Controller

Alde Ferdian, Adnan Rafi Al Tahtawi, Sofian Yahya

Abstract


Pengendalian tegangan keluaran dari konverter DC/DC merupakan salah satu hal yang perlu dikaji, khususnya dalam aplikasi sistem energi terbarukan. Seperti diketahui bahwa kestabilan tegangan keluaran harus tercapai dalam merancang sebuah sistem pembangkitan tegangan listrik. Boost converter merupakan salah satu jenis konverter DC/DC yang dapat menghasilkan tegangan keluaran lebih besar (step-up) dari tegangan masukannya. Konverter ini dapat digunakan untuk berbagai jenis sistem, seperti pembangkit listrik pikohidro hingga sistem baterai pada mobil listrik. Dalam merancang konverter ini, diperlukan sebuah metode pengendalian agar konverter dapat menghasilkan keluaran yang stabil, khususnya pada saat terjadi ketidakstabilan pada tegangan masukan. Pada penelitian tugas akhir ini untuk merancang pengendali tegangan keluaran boost converter dengan metode kendali Fuzzy Integral Logic Control (FIC). Tahapan pengendali dirancang dengan dua skema, yaitu kendali FLC dan kendali integral. Pengendali FLC dirancang dengan masukan nilai error dan derror yang diperoleh dari selisih antara tegangan referensi dan tegangan keluaran. Kemudian nilai yang diperoleh akan diproses melalui tahap fuzzifikasi, mekanisme inferensi, dan defuzzifikasi menggunakan model Sugeno. Kendali integral berperan sebagai penjejak referensi saat terjadi ketidakstabilan parameter tegangan masukan. Kedua sinyal kendali ini kemudian dijumlahkan dan diubah ke dalam bentuk sinyal Pulse Width Modulation (PWM) yang digunakan untuk mengendalikan pensaklaran MOSFET pada modul konverter. Hasil penelitian diperoleh respon tegangan keluaran pada pengendali FIC lebih baik dibandingkan dengan respon tegangan keluaran pada pengendali FLC dimana error sama dengan 0%.


Keywords


Kendali tegangan, boost converter, integral, fuzzy logic control, stabil

Full Text:

PDF

References


B. A. Mhlambi, K. Kusakana, and J. Raath, “Voltage and Frequency Control of Isolated Pico-Hydro System,” in 2018 Open Innovations Conference (OI), Johanesburg, Oct. 2018, pp. 246–250, doi: 10.1109/OI.2018.8535603.

“K. Kajiwara, N. Matsui, and F. Kurokawa, “A New MPPT Control for Solar Panel under Bus Voltage Fluctuation,” in 2017 6th International Conference on Renewable Energy Research and Applications, San Diego, Nov 2017.

A. Turksoy, A. Teke, and A. Alkaya, “A comprehensive overview of the dc-dc converter-based battery charge balancing methods in electric vehicles,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 133, p. 110274, Nov. 2020, doi: 10.1016/j.rser.2020.110274.

C.-M. Lai, Y.-H. Cheng, M.-H. Hsieh, and Y.-C. Lin, “Development of a Bidirectional DC/DC Converter With Dual-Battery Energy Storage for Hybrid Electric Vehicle System,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 67, no. 2, pp. 1036–1052, Feb. 2018, doi: 10.1109/TVT.2017.2763157.

J. Rojas, H. Renaudineau, S. Kouro, and S. Rivera, “Partial power DC-DC converter for electric vehicle fast charging stations,” in IECON 2017 - 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Beijing, Oct. 2017, pp. 5274–5279, doi: 10.1109/IECON.2017.8216913.

Q. Wang, H. Chen, H. Cheng, S. Yan, and S. Abbas, “An Active Boost Power Converter for Improving the Performance of Switched Reluctance Generators in DC Generating Systems,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 35, no. 5, pp. 4741–4755, May 2020, doi: 10.1109/TPEL.2019.2944084.

S.-W. Seo and H. H. Choi, “Digital Implementation of Fractional Order PID-Type Controller for Boost DC–DC Converter,” IEEE Access, vol. 7, pp. 142652–142662, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2945065.

Mirza Fuad Adnan, Mohammad Abdul Moin Oninda, Mirza Muntasir Nishat, Nafiul Islam, and Islamic University of Technology, “Design and Simulation of a DC - DC Boost Converter with PID Controller for Enhanced Performance,” IJERT, vol. V6, no. 09, p. IJERTV6IS090029, Sep. 2017, doi: 10.17577/IJERTV6IS090029.

F. S. Dinniyah, W. Wahab, and M. Alif, “Simulation of Buck-Boost Converter for Solar Panels using PID Controller,” Energy Procedia, vol. 115, pp. 102–113, Jun. 2017, doi: 10.1016/j.egypro.2017.05.011.

Z. B. Duranay, H. Guldemir, and S. Tuncer, “Fuzzy Sliding Mode Control of DC-DC Boost Converter,” Eng. Technol. Appl. Sci. Res., vol. 8, no. 3, pp. 3054–3059, Jun. 2018, doi: 10.48084/etasr.2116.

P. Sharma, P. Kumar, and N. Pal, “Design and implementation of closed loop controlled boost converter for solar power installation system using fuzzy logic controller,” p. 5.

G. Ang, P. J. Arcibal, L. M. R. Crisostomo, C. F. Ostia, P. J. C. S. Joaquin, and J. E. C. Tabuton, “Implementation of a fuzzy controlled buck-boost converter for photovoltaic systems,” Energy Procedia, vol. 143, pp. 641–648, Dec. 2017, doi: 10.1016/j.egypro.2017.12.740.

D. Murillo-Yarce, J. Munoz, and C. Restrepo, “Mamdani type PI-fuzzy controller in a boost converter,” in 2020 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), Buenos Aires, Argentina, Feb. 2020, pp. 487–492, doi: 10.1109/ICIT45562.2020.9067257.

A. Bennaoui, “Type-2 fuzzy logic PID controller and different uncertainties design for boost DC–DC converters,” Electr Eng, p. 9.

M. K. Asy’ari and A. Musyafa, “Design of Buck Converter Based on Interval Type-2 Fuzzy Logic Controller,” in 2018 International Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA), Bali, Indonesia, Aug. 2018, pp. 153–156, doi: 10.1109/ISITIA.2018.8711236


Refbacks

  • There are currently no refbacks.