Dynamics and Control of Switched Electronic Systems: Advanced Perspectives for Modeling, Simulation and Control of Power Converters

افزایش راندمان و محدودیت‌های کیفیت اعمال شده بر سیستم‌های انرژی الکتریکی، علاقه‌ی پژوهشی جدیدی را در مطالعه رویکردهای رسمی برای تجزیه و تحلیل و کنترل مبدل‌های الکترونیک قدرت برانگیخته است. سیستم های سوئیچینگ چارچوب مفیدی را برای مدل سازی این مبدل ها نشان می دهند و ویژگی های شرایط عملیاتی و اهداف کنترلی آنها طبقه بندی خاص "سیستم های الکترونیکی سوئیچ شده" را توجیه می کند. در واقع، مدل‌های سوئیچ‌شده ایده‌آل مبدل‌های قدرت، مشکلاتی را ایجاد می‌کنند که معمولاً هنگام تحلیل مدل‌های سوئیچ‌شده عمومی یا شبکه‌های الکتریکی غیرسوئیچ‌شونده با آن‌ها مواجه نمی‌شوند. از این نظر، تجزیه و تحلیل سیستم های الکترونیکی سوئیچ شده منبعی برای ایده ها و معیارهای جدید برای سیستم های سوئیچ و هیبریدی به طور کلی است. دینامیک و کنترل سیستم‌های الکترونیکی سوئیچ شده از تخصص یک گروه بین‌المللی متشکل از متخصصان استفاده می‌کند تا یک مرور کلی از پیشرفت‌های اخیر در مدل‌سازی، شبیه‌سازی و کنترل سیستم‌های الکترونیکی سوئیچ شده ارائه دهد. منبعی منظم از منابع و گزارشی مبتنی بر ریاضی از وضعیت هنر در تکنیک‌های تحلیل و طراحی برای مبدل‌های برق سوئیچ‌شده به خواننده ارائه می‌شود. زبان شهودی، مثال‌های مصور واقع‌گرایانه و شبیه‌سازی‌های عددی به خواننده کمک می‌کند تا با ارائه دقیق بسیاری از جهت‌های امیدوارکننده از تحقیقات مانند: توپولوژی‌های مبدل و تکنیک‌های مدولاسیون آشنا شود. مدل های پیوسته، زمان گسسته و ترکیبی؛ استراتژی های کنترل مدرن برای مبدل های قدرت. و چالش های شبیه سازی عددی رهنمودها و اطلاعات ارائه شده در این متن توسط مهندسان و ریاضیدانان کاربردی که بر روی نظریه سیستم و مدار، توسعه سیستم‌های کنترل و طراحی سیستم‌های تبدیل الکترونیکی و انرژی کار می‌کنند، قدردانی خواهد شد.

The increased efficiency and quality constraints imposed on electrical energy systems have inspired a renewed research interest in the study of formal approaches to the analysis and control of power electronics converters. Switched systems represent a useful framework for modeling these converters and the peculiarities of their operating conditions and control goals justify the specific classification of “switched electronic systems”. Indeed, idealized switched models of power converters introduce problems not commonly encountered when analyzing generic switched models or non-switched electrical networks. In that sense the analysis of switched electronic systems represents a source for new ideas and benchmarks for switched and hybrid systems generally. Dynamics and Control of Switched Electronic Systems draws on the expertise of an international group of expert contributors to give an overview of recent advances in the modeling, simulation and control of switched electronic systems. The reader is provided with a well-organized source of references and a mathematically-based report of the state of the art in analysis and design techniques for switched power converters. Intuitive language, realistic illustrative examples and numerical simulations help the reader to come to grips with the rigorous presentation of many promising directions of research such as: converter topologies and modulation techniques; continuous-time, discrete-time and hybrid models; modern control strategies for power converters; and challenges in numerical simulation. The guidance and information imparted in this text will be appreciated by engineers, and applied mathematicians working on system and circuit theory, control systems development, and electronic and energy conversion systems design.