Üstün burulmalı kayan kipli kontrol ve Lyapunov kontrol yöntemleri ile tek fazlı evirici kontrolü ve performans analizi
Control and performance analysis of single-phase inverter with super twisting sliding mode control and Lyapunov control methods
Yazar: SAMET AYIK
Danışman: PROF. DR. ŞEVKİ DEMİRBAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tezde, Üstün Burulma Algoritması Kapsamında Kayma Kipli Kontrol (ÜBA-KKK) ve Lyapunov Fonksiyon Temelli Kontrol (LFTK) yöntemleri kullanılarak tek fazlı bir eviricinin kontrolü gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında her iki kontrol yöntemi de eviricinin çıkış akımını kontrol etmek üzere tasarlanmış, performansları benzetim ve deneysel olarak test edilmiştir. Ayrıca elde edilen bulgular doğrultusunda kontrol yöntemlerinin çıkış akımındaki harmonik bozulma, sabit durum hatası, geçiş süresi ve sistem değişkenlerine karşı dayanıklılık gibi performans kriterleri açısından karşılaştırılması yapılmıştır. Benzetim ve deneysel analizler, ÜBA-KKK'nin düşük harmonik bozulma oranı ve yüksek sabit durum doğruluğu ile öne çıktığını, LFTK'nin ise referans akımdaki değişimlere hızlı tepki verebilme yeteneği sayesinde dinamik performansta avantaj sağladığını göstermiştir. Ayrıca, her iki yöntemin endüktans değerinde ve giriş gerilimindeki değişimlere verdiği tepkiler incelenmiş; ÜBA-KKK'nin özellikle değişen sistem parametrelerine karşı daha sağlam bir performans sergilediği belirlenmiştir. Bu tespitler, ÜBA-KKK ve LFTK yöntemlerinin avantaj ve sınırlılıklarını ortaya koyarak uygulama alanına göre en uygun kontrol stratejisinin seçilmesi gerektiğini vurgulamaktadır. Tezin sonuçları, tek fazlı eviricilerde kullanılan kontrol yöntemlerinin etkinliğini artırmaya yönelik öneriler sunmaktadır.

Abstract:
In this thesis, the control of a single-phase inverter has been achieved using the Super-Twisting Algorithm based Sliding Mode Control (STA-SMC) and Lyapunov Function-Based Control (LFBC) methods. Within the scope of the study, both control methods have been designed to regulate the output current of the inverter, and their performances have been tested through simulations and experiments. Based on the findings, the control methods have been compared in terms of performance criteria such as harmonic distortion in the output current, steady-state error, transient response time, and robustness to system parameter variations. Simulation and experimental analyses demonstrated that STA-SMC proved with its low harmonic distortion rate and high steady-state accuracy, while LFBC provided an advantage in dynamic performance due to its ability to respond quickly to changes in the reference current. Additionally, the responses of both methods to variations in inductance value and input voltage have been examined, revealing that STA-SMC exhibited a more robust performance, particularly against changing system parameters. These findings highlight the advantages and limitations of STA-SMC and LFBC methods, emphasizing the importance of selecting the most suitable control strategy based on the application. The results of the thesis offer recommendations for improving the effectiveness of control methods used in single-phase inverters.