Model Predictive Control Untuk Kendali Konverter Buck-Boost

Adelhard Beni Rehiara; Yanty Rumengan

Adelhard Beni Rehiara Universitas Papua
Yanty Rumengan Jurusan Teknik Elektro, Universitas Papua

Kata Kunci: Konverter DC-DC, konverter buck-boost, MPC, fungsi Laguerre.

Abstrak

Proses pengubahan arus listrik arus DC tidak seperti pada pengubahan arus listrik AC, dibutuhkan sebuah konverter DC-DC dalam proses tersebut. Konverter buck-boost merupakan salah satu jenis konverter DC-DC yang dapat sekaligus menaikkan atau menurunkan tegangan keluaran. Model Predictive Control (MPC) telah menarik umat manusia untuk dikembangkan dalam upaya mendapatkan jenis pengendali yang handal. Dalam penelitian ini telah dikembangkan MPC dengan menggunakan fungsi Laguerre untuk digunakan sebagai pengendali konverter buck-boost dengan panjang network N=4, faktor penskalaan a=0.7, horison prediksi Np=20 dan horizon kontrol Nc=2. Simulasi dilakukan dengan variasi hambatan beban antara 10-40 ohm dengan perubahan setpoint antara 10-70 V. Hasil simulasi menunjukkan bahwa MPC berbasis fungsi Laguerre ini dapat membawa mengendalikan sistem konverter buck-boost dengan baik tanpa overshoot dengan waktu puncak dan steady state hanya 0.001 detik.

Referensi

[1] M. I. Safii, A. N. P. F, M. C. Pujianto, B. Y. Dewantara, and D. P. K. Iradiratu, “Analisa Pengendalian Kecepatan Motor DC Menggunakan Buck Boost Konverter,” in Seminar Nasional Kelautan XIV, 2019, pp. 29–35.
[2] A. Dogra and K. Pal, “Design of Buck-Boost Converter for Constant Voltage Applications and Its Transient Response Due To Parametric Variation of PI Controller,” Int. J. Innov. Res. Sci. Eng. Technol., vol. 3, no. 6, pp. 13579–13588, 2014.
[3] 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, 2017, doi: 10.1016/j.egypro.2017.05.011.
[4] S. D. D. Putri and Aswardi, “Rancang Bangun Buck-Boost Converter menggunakan Kendali,” J. Tek. Elektro dan Vokasional, vol. 06, no. 02, pp. 258–272, 2020.
[5] Imam Setyawan & Bambang Suprianto, “Rancang Bangun Prototype Solar Cell Buck Boost Converter Menggunakan Kontrol Fuzzy Di Implementasikan Pada Aerator Tambak Udang,” J. Tek. Elektro, vol. 8, no. 3, pp. 627–635, 2019.
[6] S. Bououden, S. F. O. Hazil, and M. Chadli, “Modelling and model predictive control of a DC-DC Boost converter,” in 15th International Conference on Sciences and Techniques of Automatic Control and Computer Engineering (STA), 2014, pp. 643–648.
[7] A. B. Rehiara, H. Chongkai, Y. Sasaki, N. Yorino, and Y. Zoka, “An Adaptive Internal Model for Load Frequency Control Using Extreme Learning Machine,” Telkomnika, vol. 16, no. 6, pp. 1–6, 2018.
[8] A. B. Rehiara, H. Chongkai, Y. Sasaki, N. Yorino, and Y. Zoka, “An adaptive IMC-MPC controller for improving LFC performance,” in 2017 IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia, 2018, pp. 1–6, doi: 10.1109/ISGT-Asia.2017.8378403.
[9] Sutedjo, Z. Efendi, and D. M. Mursyida, “Rancang Bangun Modul DC – DC Converter Dengan Pengendali PI,” Politek. Elektron. Negeri Surabaya - ITS, pp. 1–5, 2016.
[10] L. Wang, S. Chai, D. Yoo, L. Gan, and K. Ng, PID and Predictive Control of Electrical Drives and Power Converters Using MATLAB/Simulink. Singapore: John Wiley & Sons Singaphore pte. Ltd, 2015.
[11] R. H. G. Tan and L. Y. H. Hoo, “DC-DC converter modeling and simulation using state space approach,” in 2015 IEEE Conference on Energy Conversion (CENCON), 2015, pp. 42–47.
[12] P. Singh and S. Purwar, “Sliding mode controller for PWM based Buck-boost DC/DC converter as state space averaging method in continuous conduction mode,” in 2012 2nd International Conference on Power, Control and Embedded Systems, 2015, pp. 1–5.