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研究生:李易達
論文名稱:以模糊田口法設計自調隔離型直流電源轉換器
論文名稱(外文):Design of Self-tuning Isolated DC Power Converter Using Fuzzy-based Taguchi Method
指導教授:鄭進興鄭進興引用關係
口試委員:黃昌圳劉承宗蔡文彬鄭進興
口試日期:2016-06-23
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:電機工程所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:71
中文關鍵詞:模糊邏輯控制器返馳式轉換器工作週期田口法
外文關鍵詞:Fuzzy logic controllerFlyback converterDuty cycleTaguchi method
相關次數:
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本文提出以模糊田口法設計自調隔離型直流電源轉換器。當電路內部故障時,隔離型轉換器具有可防止輸入電壓傳輸到輸出端的優點。相較於其他隔離型轉換器結構,返馳式轉換器主要的優點就是比較簡單。建構返馳式轉換器只需要少許的元件,且不需要輸出電感。此外利用變壓器就可以達到多組輸出,輸出電壓可為正也可為負。
藉由模糊邏輯處理非線性系統,是一種能提供控制性較佳的控制器。此控制方法的優點是以工作週期的變化當作模糊邏輯控制器的輸出變數進而調整轉換器的工作週期,可以達到改善控制的性能。然而,模糊歸屬函數的最佳設置卻很難找到,於是使用模糊田口法來確定最佳的模糊歸屬函數。
The design of self-tuning isolated DC power converter using fuzzy-based Taguchi Method is proposed in this thesis. The advantage of the isolated converter prevents the input voltage from transmitting to the output voltage in case of internal failure. When compared to other isolated converter topologies, the major advantage of the flyback converter is its simplicity. As long as few components are used to build a flyback converter, the output inductor will not be needed. In addition, it is easy to have more than one output on a single transformer, and the output voltage can be either positive or negative.
By dealing with nonlinear systems naturally, fuzzy logic offers a superior performance of the controller. The output variable of fuzzy controller is the change of duty cycle for adjusting the duty cycle of the converter is the advantage of the proposed method, and the performance of the controller has been improved. However, optimal setting of the fuzzy membership functions is hard to find. Hence, fuzzy-based Taguchi method is utilized to determine the optimal fuzzy membership functions.
誌 謝 i
摘 要 ii
Abstract iiii
目 錄 iv
圖目錄 viii
表目錄 xi
縮寫及符號對照表 xiii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 國內外相關研究 2
1.3 論文架構 7
第二章 隔離型電源轉換器 8
2.1 隔離型轉換器簡介 8
2.2 返馳式電源轉換器 8
2.2.1 連續導通模式 10
2.3 返馳式轉換器的設計 15
2.3.1 變壓器 15
2.3.2 緩衝電路 16
第三章 模糊理論 21
3.1 前言 21
3.2 集合介紹 21
3.2.1 傳統明確集合 21
3.2.2 模糊集合 22
3.2.3 模糊集合的歸屬函數 23
3.3 模糊集合的基本運算 25
3.4 模糊邏輯控制器 26
3.4.1 模糊化 27
3.4.2 資料規則庫 27
3.4.3 推論引擎 28
3.4.4 解模糊化 29
第四章 模糊控制器之設計 30
4.1 模糊的輸入與輸出變數 30
4.2 定義模糊歸屬函數 30
4.3 模糊控制規則的訂定方式 32
4.4 模糊邏輯控制架構 33
第五章 田口方法之實驗設計 35
5.1 田口方法之簡介 35
5.2 實驗方法介紹 35
5.3 田口實驗設計 36
5.3.1 實驗目標與品質特性 37
5.3.2 選擇控制因子及其水準 37
5.3.3 直交表的選擇 40
5.3.4 品質特性及訊號雜訊比 44
5.3.5 執行實驗 45
5.3.6 變異性分析 52
第六章 電路控制實作結果 55
6.1 實驗架構與控制環境 55
6.2 實驗結果 57
6.2.1 輸出電壓與峰對峰電壓 57
6.2.2 暫態與負載電動 60
第七章 結論與與未來展望 67
7.1 結論 67
7.2 未來展望 67
參考文獻 69
作者簡介 71
[1]鄭培璿,2008,電力電子分析與模擬 (三版),全華圖書,臺北。
[2]M. M. Abdel Aziz, A. A. Mahfouz, and D.M. Khorshied, “Simplified Approaches for Controlling DC-DC Power Converters,” International Journal of Engineering Science & Technology(IJEST), vol. 4, no. 2, pp. 792-804, February 2012.
[3]H. Komurcugil, “A PI-Type Self-Tuning Fuzzy Controller for DC-DC Boost Converters,” in Proc. of IEEE Industrial Electronics Society, vol. 1, pp. 209-214, November 2004.
[4]A. Ofoli and A. Rubaai, “Real-Time Implementation of a Fuzzy Logic Controller for DC-DC Switching Converters,” in Proc. of Industry Applications Society (IAS), vol. 2, pp. 1292-1299, October 2005.
[5]N. F. Nik Ismail, I. Musirin, and R. Baharom, “Fuzzy Logic Controller on DC/DC Boost Converter,” in Proc. of IEEE International Conference on Power and Energy (PECon), pp. 661-666, November 2010.
[6]D. Murthy-Bellur and M. K. Kazimierczuk, “Zero-current-transition two-switch flyback pulse-width modulated DC–DC converter,” Institution of Engineering and Technology(IET) Power Electronics, vol. 4, iss. 3, pp. 288-295, March 2011.
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[8]M. Rabbani and M. A. Kabir, “Fuzzy Logic Driven Adaptive PID Controller for PWM Based Buck Converter,” in Proc. of IEEE International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV), pp. 958-962, May 2012.
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[10]M. R. Yazdani and S. Rahmani, “A New Zero-Current-Transition Two-Switch Flyback Converter,” in Proc. of Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference (PEDSTC), pp. 390-395, February 2014.
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[14]王文俊,認識Fuzzy (三版),全華圖書,2005年。
[15]張兆旭, Fuzzy淺談,松崗圖書,1993年。
[16]吳明宗,「以模糊邏輯設計交換式直流電源轉換器」,逢甲大學電機工程學系研究所碩士論文,2004年。
[17]吳復強,田口品質工程,全威圖書,2002年。
[18]李輝煌,田口方法:品質設計的原理與實務,高立圖書,2011年。
[19]林聖傑,「模糊邏輯搭配田口方法應用於壓電喇叭驅動器之製作」,逢甲大學電機工程學系研究所碩士論文,2011年。
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