Voltaj kaynaklı inverterler için yapay sinir ağları tabanlı öngörülü akım kontrolcü tasarımı ve uygulanması

Bu çalışmada, voltaj kaynaklı eviriciler için beş farklı yapay sinir ağı (YSA) tabanlı öngörülü akım kontrolcüsü tasarımları yapılmıştır. Birinci tasarımda, sistemin matematiksel modelini kullanan sonlu kontrol setli model öngörülü kontrol (finite control set model predictive control, FCS-MPC) yönteminden alınan veriler kullanılarak, tasarlanan statik YSA tabanlı akım kontrolcüsü eğitilmiştir. Sonra diğer dört modelde sinüzoidal referans akım öngörüsünün yapılabilmesi amacı ile ileri beslemeli bir referans akım öngörücü YSA (feedforward reference current predictor artificial neural network, RefPNN) tasarımı yapılmıştır. Bu yapı kullanılarak Histerezis akım kontrolcüsü içeren iki evirici benzetimi oluşturulmuş ve bu benzetimden alınan veriler ile Histerezis tabanlı öngörülü iki adet YSA (hysteresis based predictive artificial neural network1, Hist-PNN1 ve hysteresis based predictive artificial neural network2, Hist-PNN2) akım kontrolcüsü eğitilmiştir. Benzer şekilde, dördüncü oransal-rezonans (proportional resonant, PR) tabanlı öngörülü akım kontrolcüsünün (PR based predictive artificial neural network, PR-PNN) eğitiminde, RefPNN ve PR akım kontrolcüsü içeren bir benzetimden alınan veriler kullanılmıştır. Beşinci YSA tabanlı öngörülü akım kontrolcüsünde (PI based predictive artificial neural network, PI-PNN) ise eğitim verileri RefPNN ve akım kontrolcüsü olarak oransal-integral (proportional integral, PI) kontrolcüsü içeren bir benzetimden alınmıştır. Deneysel çalışma için güç katında 7MBP50RJ120 IPM modül ve denetleyici olarak STM32F407 mikrodenetleyicisini içeren üç fazlı 5kVA'lik evirici devresi tasarlanmıştır. Çevrim dışı alınan veriler kullanılarak eğitilen beş farklı YSA akım kontrolcüsü hem benzetim ortamında hem de deneysel olarak farklı test koşulları altında test edilmiş ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Tüm yöntemlerin öngörü özelliğine sahip olduğu ve başarıyla uygulanabileceği tespit edilmiştir.