Design and Implementation of Anti-windup PI Control on DC-DC Bidirectional Converter for Hybrid Vehicle Applications

Muh. Zakiyullah Romdlony, Amin Amin
2012 Journal of Mechatronics, Electrical Power, and Vehicular Technology  
Well-regulated DC bus voltage is the important point to guarantee power demand fulfillment in hybrid vehicle applications. Voltage regulation can be achieved with control method that determines switching signal on DC-DC converter. This paper describes the design and small scale experiment results of bus voltage regulation control for DC-DC bidirectional converter with battery and supercapacitor as energy sources. The control system consisted of two control loops. The outer loop got DC bus
more » ... op got DC bus voltage feedback using anti-windup PI back calculation control method. This outer loop would generate a reference current for the inner loop that implemented hysteresis control. The inner control loop compared that reference curent with the source current obtained from the current sensor. Simulation and experiment results showed that bus voltage was well-regulated under the load changes of 1% ripple voltage. Abstrak Tegangan DC bus yang teregulasi dengan baik merupakan hal yang sangat penting pada aplikasi kendaraan hibrid, karena menjamin terpenuhi permintaan daya beban. Regulasi tegangan dapat dicapai dengan menerapkan metode kendali tertentu yang akan menentukan sinyal penyaklaran pada konverter DC-DC. Paper ini menjelaskan perancangan dan hasil eksperimen kendali regulasi tegangan bus pada konverter DC-DC dua arah (bidirectional converter) untuk skala kecil, dengan sumber berupa baterai dan superkapasitor. Sistem kendali terdiri dari dua buah loop kendali. Loop kendali luar mendapatkan umpan balik dari tegangan bus menerapkan metoda anti-windup PI back calculation. Pengendali ini akan menghasilkan arus referensi untuk loop kendali dalam yang menerapkan kendali histeresis. Loop kendali dalam membandingkan arus referensi tersebut dengan arus sumber yang diperoleh dari bacaan sensor arus. Hasil simulasi dan eksperimen menunjukkan bahwa tegangan bus teregulasi dengan baik ketika terjadi perubahan beban dengan riak tegangan sekitar 1%. Kata kunci: anti-windup PI, histeresis, konverter DC-DC dua arah.
doi:10.14203/j.mev.2012.v3.31-38 fatcat:skbjotyyybep7hkw7hpo7tdwfq