I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8 ,   p p .   704 ~ 7 1 1   I SS N:  2088 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v9 . i 2 . pp 7 0 4 - 711          704       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JP E DS   Perf o r m a nce  Me a sures   o Pos itive  O utp ut  Superli ft   Luo   Co nv erte Using   M ultit udino us   Co ntroller       P.   Siv a g a m i 1 N.   M.   J o t hi Swa ro o pa n 2   1 De p a rte m e n t   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   S a th y a b a m a   In stit u te  o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   , Ch e n n a i   2 De p a rte m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   En g in e e rin g ,   RM K E n g in e e rin g   C o ll e g e   , Ch e n n a i       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   17 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   1 3 ,   2 0 1   A cc ep ted   J an   27 ,   2 0 1 8       In   o rd e to   m e e t   th e   in c re a se   in   e n e rg y   d e m a n d   g lo b a ll y   it   is   n e c e ss a r y   to   h a rn e ss   re n e w a b le  e n e rg y   a it m a x i m u m   p o ten ti a f o th e   p u r p o se   o f   e lec tri c   p o w e g e n e ra ti o n .   F o r   t h e   a c h iev e m e n o f   h ig h   o u tp u v o lt a g e   a n d   e ff ici e n c y   DC - DC  c o n v e rters   p lay a   v it a ro le  in   l o w   v o lt a g e   P a rra y   a n d   f u e c e ll s.  L UO   c o n v e rters   a r e   g a in in g   im p o rtan c e   b e c a u se   o f   g e o m e tri c   p ro g re ss io n   o u t p u t.   .   L UO   c o n v e rters   f in d   it a p p li c a ti o n   b e c a u se   o f   h ig h   tran sie n p e rf o rm a n c e   o f   th e   s y ste m ,   h ig h   p o w e tran sfe g a in ,   e ff i c ien c y     a n d     re d u c e d   rip p le  . Be c a u se   o f   lo a d   a n d   li n e   d istu r b a n c e th e   o u tp u v o lt a g e   o DC - DC  c o n v e rter  m u st  b e   o p e ra ted   in   c lo se d   lo o p   m o d e .   T h is  p a p e in terp o late m u lt it u d i n o u c o n tro l ler  f o p o siti v e   o u tp u e lem e n tar y   su p e li f t   L UO   c o n v e rter   (P OES L L ).   T h e   p u rsu a n c e   o f   th e   c o n v e rter  u n d e m a n if o ld   su c h   a v a riatio n   in   i n p u t,   lo a d   a re   d e v e lo p e d   a n d   c o m p a re d   f o c u rre n m o d e   c o n tro ll e a n d       S M C.   K ey w o r d :   C u r r en c o n tr o ller   P o s itiv o u tp u e le m e n tar y   Su p er   l if L U ( P OE SLL )   Sli d in g   m o d c o n tr o ller ( SMC )     Co p y rig h ©   201 8   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   P . Siv ag a m i ,   Dep ar te m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,     Sath y ab a m I n s t it u te   o f   Scie n ce   an d   T ec h n o lo g y ,   C h e n n ai,   I n d ia   E m ail s iv a g a m itec @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     L UO   co n v er ter s   ar p o w er   o p ti m izer s   as  it  h elp s   in   h ar v e s tin g   m a x i m u m   e n er g y   f r o m   r en e w ab le  en er g y   s y s te m s .   T h er ar t w o   w a y s   in   w h ic h   m a x i m u m   e n er g y   ca n   b h ar n e s s ed   th a i s   b y   u s in g   MP PT  tech n iq u o r   b y   i m p r o v i n g   t h e   co n tr o ller   d esig n   f o r   DC - D C   co n v er ter s .   Di f f er en t    t y p e s   a v ailab le   s u c h   a s   P I ,   P I D ,   cu r r en co n tr o ller ,   SMC   an d   in tel lig e n t   co n tr o ller s .    I n   P ar r ay   f ed   D C - DC   co n v er t er   th in p u v ar ie s   d ep en d in g   o n   te m p er atu r e   an d   ir r ad iatio n .   Mo d el  p r ed ictiv co n tr o     MP PT   tech n iq u e       ap p ly   th e   s w i tch i n g   s ig n al  b y   d eter m in i n g   th er r o r   b ef o r n ex s a m p li n g   t i m [ 1 ] . P OE SL L C   co n v er ter   w it h   MP P T   o u tp u co m p ar ed   w ith   t h ch a n g in   o u tp u v o lta g r es u lted   b et w e en   th d if f e r e n ce   o f   o u tp u v o ltag an d   r ef er e n ce   v o ltag th p o w er   f lo w   is   m ax i m ized   [ 2 ] .   Fo r   s elec tin g   t h b est  co n v er ter   f o r   P s tate  s p ac av er ag in g   tech n iq u i s   e m p lo y ed   f o r   d ev elo p in g   cir c u it  m o d el  f o r   P OE SLL   . I h e lp s   i n   t h d esi g n   o f   co n tr o ller   an d   d eter m in e s   th s tab ilit y   r e g io n   f o r   th p r o p o s ed   P s y s te m   [ 3 ] .     PI  co n tr o ller   w it h   p u l s w id th   m o d u lati n g   SMC   co n tr o ls   t h ir d   o r d er   POESL L C   t h at  s u p p r ess es  t h s tead y   s ta te  er r o r   o f   th o u tp u v o lta g a n d   also   r ed u ce s   th n u m b er   o f   s en s o r s   u s ed   [ 4 ] .   F o r   p o s itiv o u tp u s u p er   lif r li f L U co n v er t er   o u tp u f ee d b ac co n tr o ller   is   i m p r o v ed   b y   r eg u lati n g   t h o u tp u v o lta g d ir ec tl y   an d   it  o b e y s   th co n tr o la w   a n d   o v er co m es   th p h a s o b s tacle   ex p er ie n ce d   b y   b o o s t y p D C - DC   co n v er ter   [ 5 ] .   Fu zz y   lo g ic  co n tr o ller   is   v al id ated   f o r   re   lif L UO  co n v er ter   f o r   b etter   r eg u latio n   o f   o u tp u v o ltag an d   f o r   ef f ec tiv p er f o r m an ce   [ 6 ] .   L UO   co n v er ter   s er ies  is   an al y ze d   f o r   v o ltag r ip p le  s tr ess es  o n   s w itch e s .   State  s p ac m o d elin g   an d   cir cu it   av er ag i n g   tech n iq u i s   d ev elo p ed .   B o d p lo t,  p o le  ze r o   p lo ts   ar o b tain ed   f o r   o p en   lo o p   as  w el as  clo s ed   lo o p .   T h s tab ilit y   i s   v a lid ate d   u s i n g   t h p o le  ze r o   p lo f o r   p r o p o r tio n al  in teg r al  co n tr o ll er   d ev elo p ed   u s i n g   Z ie g ler   Nic h o ls   T u n i n g   p r o ce d u r [ 7 ] .   T h v o ltag at  th o u tp u ter m i n al  i s   r eg u lated   b y   cr ea tin g   s lid i n g   s u r f ac u s in g   s lid in g   m o d c o n tr o ller   w h ic h   d r iv es  f u zz y   in f er e n ce   to   g e n er ate  p u ls e s   u s in g   p u l s w id t h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       P erfo r ma n ce   Mea s u r es o f P o s itive  Ou tp u t S u p erli ft Lu o   C o n ve r ter Us in g   Mu ltit u d in o u s   ( P .   S iva g a mi )   705   m o d u latio n   [ 8 ] . T h d y n a m ic   p er f o r m a n ce   is   en h a n ce d   b y   L Q R   p l u s   F L C .   T w o   lo o p s   a r co n s id er ed   in n er   cu r r en lo o p   an d   o u tp u v o lta g lo o p .   I n n er   lo o p   r eg u lates  th in d u cto r   cu r r en an d   o u ter   lo o p   a d o p ts   FL C .   T h p er f o r m an ce   o f   t h P OE SLL C   u s i n g   th i s   co n tr o ller   is   v alid ated   at  v ar io u s   w o r k in g   co n d itio n s   v iz.   ap p r o p r iate  s elec tio n   o f   th c o n tr o ller   g ain s   an d   f u zz y   r u le s   [ 9 ] .   T h lo ad   esti m ato r   w i th   th s tate - f ee d b ac k   co n tr o l u s es  s ep ar atio n   p r in cip le.     T h d esire d   o u tp u v o ltag v a l u is   tr ac k ed   b y   p r o p er   s elec tio n   o f   th s tate  f ee d b ac k   a n d   g ain   m a tr ix   f o r   ef f ec ti v s tab il it y   [ 1 0 ] .   T h MP PT   tech n iq u i s   d esi g n e d   an d   i m p le m e n ted   u s in g   a d ap tiv n e u r o   f u zz y   in f er en ce   s y s te m   f o r   b o o s co n v er ter .   A NFI a n d   P I   is   u s e d   to   ex tr ac th m a x i m u m   p o w er   b y   ad j u s t in g   t h e   d u t y   r atio   o f   t h b o o s co n v er t er   [ 1 1 ] .   T h n o n   li n ea r   n a tu r e   d u to   in p u a n d   lo ad   v ar iatio n s   i s   o v er co m b y   co n s ta n f r eq u en c y   s l id in g   m o d co n tr o ller   . I im p r o v es  t h p er f o r m a n ce   a n d   r eg u lates  t h o u tp u v o lta g e   [ 1 2 ] .   DC - D C   co n v er ter s   ar esti m ated   b ased   o n   th en er g y   f ac to r   to   o b tain   th m o d el  an d   s ec o n d   o r d e r   tr an s f er   f u n ct io n   f o r   n   n u m b e r   o f   ca p ac ito r s   an d   in d u cto r s   [ 1 3 ] .   I n cr ea s in   th e f f icien c y   o f   th co n v er ter   is   ac h iev ed   b y   m i n i m izi n g   th s w itc h i n g   lo s s   b y   o p er atin g   t h e   s w itc h   at  th lo w er   f r eq u e n c y   th a n   t h ac t u al.   I is   i m p le m e n ted   b y   a   s p ec i f ie d   f r ac tio n   o f   s w i tch i n g   p er io d s   o f   p ass   th r o u g h   an d   n o n   p ass   t h r o u g h   p er io d .   T h is   in   t u r n   h e lp s   in   r ed u ctio n   o f   t h r ip p les   [ 1 4 ] .   T h in d u c to r   c u r r en t a n d   o u tp u v o lta g ar p r ed icted   at  th s a m ti m . T h is   is   ac h ie v ed   b y   ad d in g   to   th DP W M,   th co n tr o v ar iab le.   T h clo s ed   lo o p   s tab ilit y   is   en h a n ce d   ,   p o w er   e f f ic ien c y   i m p r o v ed   b y   m ea n s   o f   d it h er   g en er atio n   m o d u le  [ 1 5 ] .   PI co n tr o ller   f o r   POESL L   i s   tu n ed   b ase d   o n   ar tif icial i n tell ig en tech n iq u es  is   co m p ar ed   with   Z ieg ler   Nich o ls   m eth o d .   T h p er f o r m an ce o f   th e   co n v er ter   is   i m p r o v ed   u s in g   a r tif icial  in tellig en tech n iq u es  [ 1 6 ] . B ec au s o f   r o b u s tn e s s   o f   P I co n tr o ller   to   r ej ec d is tu r b an ce s   ar is in g   f r o m   s u p p l y ,   lo ad   v ar iatio n   a n d   ch an g es  i n   cir cu i ele m e n ts , t h s et  p o in o f   P I Dco n tr o ller   is   tu n ed   b y   f i v e   d if f er e n m et h o d s   f o r   th e   b o o s co n v er ter   [ 1 7 ] .    I n   3   p h ase  5   lev el  i n v er ter   f ed   b y   d co n v er ter   co m p ar es  P I   an d   FLC  co n tr o ller   p er f o r m an ce   f o r   r eg u lat i n g   t h cu r r e n t.  Fo r   tr ac k in g   o f   m ax i m u m   p o w er   f r o m   t h P V   p an el  P er tu r b   an d   o b s er v M ax i m u m   P o w er   P o in T ec h n iq u ( MP PT )   is   u s ed .   Fin all y   T o tal  Har m o n ic  Di s to r tio n   ( T HD)   co m p ar is o n   m ad b et w ee n   t w o   co n tr o ller s   f o r   v alid atio n   o f   r es u lt s   [ 1 8 ] .       2.   L UO   CO NVE RT E   Dr a m atic  c h an g es i n   t h D C - DC   co n v er s io n   tec h n iq u e    i s   d u to   in d u s tr ial  r eq u ir e m e n t . T h e y   ar t h e   h ig h   p o w er   d en s i t y   an d   h i g h   v o ltag g ai n .   T h b lo ck   s ch e m a tic  o f   L UO  co n v er ter   f ed   b y   s o lar   ar r ay   is   s h o w n   in   F i g u r 1 .           Fig u r 1 . B lo ck   d iag r a m   r ep r esen tatio n   o f   P OE SLL       T h cu r r en m o d co n tr o s ch e m is   w id el y   u s ed th er ex i s ts   p r o b lem   in   s e n s in g   o f   t h cu r r en t   w h ic h   r esu l ts   i n   n o is g en er at io n .   Am o n g   d if f er e n co n v er ter s   u s ed   in   p r ac tice,   th v o lta g tr an s f er   r atio   is   li m ited   w it h   t h in cr e ase  i n   d u t y   c y cle  d u to   th p o w er   s e m ico n d u cto r   s w itc h es,  p o w er   d io d es  an d   th e   eq u iv ale n s er ies   r esis tan ce   o f   t h p as s i v co m p o n en t s .   M o r eo v er   in cr ea s i n   d u t y   c y cl m a y   r es u lt   i n   t h e   r ev er s r ec o v er y   p r o b lem s   o f   t h s e m ico n d u cto r   d e v ices .   I ts   r o b u s t n es s   to   m o d el  u n ce r tain ties .   SMC   co n tr o ller   co m p ar ed   to   cu r r en co n tr o ller   g u ar an tees   f ea s ib ilit y   a n d   s tab il it y .   I t s   r esp o n s i v to   r ea a n d   r elativ el y   f ast  alter atio n s   i s   h i g h   a n d   s o   t h s y s te m   w ill  b f aster   to   r ea ch   s et  p o in t.  T h s ettli n g   ti m is   le s s   t h SM C   co n tr o ller   an d   cu r r en t c o n tr o ller   f ed   P ar r ay   is   co m p ar ed     f o r   lo ad   an d   lin v ar iatio n s   is   p r ese n ted   .       3 .     W O RK IN G   O S UPERLI FT  LUO   CO N V ERTE   T h DC   in p u f r o m   th P ar r ay   f ed   to   L UO  co n v er ter   co n s is t s   o f   ca p ac ito r   C i   ,   co n n ec te d     p ar allel     to   th s o u r ce   , C l   co n n ec ted   ac r o s s   th lo ad   ,   in d u cto r   L 1 f r ee w h ee li n g   d io d es  D1 , D2 , p o w er   s w i tch   S 1 . T h m o d e s   o f   o p er atio n   o f   p o s iti v s u p er   li f L UO   co n v er ter   co n s i s ts   o f   s w itc h   ON  a n d   S w i t ch   O f f     m o d e.   T h v o ltag li f i s   d o n b y   t h i n d u cto r   L 1   an d   t h ca p ac ito r   C i . .   T h f ig u r 2   s h o w s   th cir c u it   d iag r a m   o f   p o s iti v e   s u p er   lif L UO  co n v er ter .   I n   f i g u r 3   th at  is   d u r i n g   s w itc h   ON  m o d th at  is   w h en   t h s w itc h   is   clo s ed   , th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   704     711   706   cu r r en ac r o s s   th i n d u cto r   in cr ea s es  w ith   t h in cr ea s i n   v o ltag e, t h ca p ac ito r s   ar ch ar g ed   to   th s o u r ce   v o ltag V in . T h en er g y   to   t h lo ad   is   f ed   b y   t h ca p ac ito r   C l. .   I n   F ig u r 4   w h e n   t h s w itc h   is   o p en   th v o lta g e   ac r o s s   th i n d u cto r   d ec r ea s es w it h V O - 2V in    . T h r ip p le  cu r r en t a cr o s s   t h in d u cto r   is   g i v e n   b y     1 1 2 L i n l VV iT L      ( 1 )     T h v o ltag tr an s f er   g ain   i s   g i v en   b y       2 1 L in V M V      ( 2 )   L i n V M V     ( 3 )       T h in p u cu r r en d u r in g   th e   s w itc h   o n   p er io d   is   eq u al  to   th s u m   o f   cu r r en ac r o s s   t h in d u cto r   L 1   an d   ca p ac ito r   C i , b u d u r in g   s w itc h   o f f   co n d itio n   it  is   eq u a to   cu r r en ac r o s s   t h in d u cto r   L 1 . T h av er ag ch ar g e   ac r o s s   th ca p ac ito r   w ill  n o c h an g f o r   th s tead y   s tate  co n d itio n s   t h er ef o r t h at  is   o n   ti m o n     a n d   o f f   ti m e     cu r r en t a cr o s s   t h ca p ac ito r   C i   m u s t b eq u al  . I t is g iv e n   b y       ( 1 ) O N O F F ii T i c T i c       ( 4 )     T h in d u cto r   cu r r en t is eq u al  t o   av er ag cu r r en f o r   lar g v al u o f   L 1 an d   d u r i n g   o f f     co n d iti o n   it is   g iv e n   b y       11 i n l c i i i      ( 5 )     T h av er ag in p u t c u r r en t i s   g i v en   b y   s u m   o f   th i n p u t c u r r en t d u r in g   th o n   a n d   o f f   ti m p er io d an d   it is     1 ( 2 ) i n l ii      ( 6 )   2 2 ( 2 ) ( 1 ) in L i R     ( 7 )     T h r ip p le  v o ltag   ac r o s s   th   o u tp u t is  g i v en   as     ( 1 ) L L lL V V fC R      ( 8 )     T h eq u atio n s   f o r   s tate  s p ac m o d ell in g   is   g i v en   b y   s tate  v a r iab les i L1 ,V ci ,V cl . ar as f o llo w s     11 1 ll C i C l in d i i L V V d t R , 11 1 1 1 l l C i C l in d i i V V d t L R L L       ( 9 )   1 ci l dV C i i dt , 1 c i l d V i d t C i     ( 1 0 )   1 LL ll l d V V Ci d t R  , 1 L l L l l l d V i V d t C C R      ( 1 1 )     R in   is   th i n ter n al  s o u r ce   r esis ta n ce , it  is   v er y   n e g li g ib le   an d   n o tak en   i n to   co n s id e r atio n . T h ese  ab o v   s tate m en t s   ar f o r   ON  co n d iti o n . Si m ilar l y   f o r   OFF co n d itio n s   t h eq u atio n s   ca n   b w r itte n   as  f o llo w s     1 1 d il L V C i V C l dt  , 1 1 C i C l d il V V d t L     ( 1 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       P erfo r ma n ce   Mea s u r es o f P o s itive  Ou tp u t S u p erli ft Lu o   C o n ve r ter Us in g   Mu ltit u d in o u s   ( P .   S iva g a mi )   707   1 2 c i i n l in d V V C i i d t R  ,    1 2 c i l i n in d V i V d t C i R C i     ( 1 3 )   1 CL ll dV Ci dt , 1 Ll l d V i d t C     ( 1 4 )     1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 12 0 0 0 0 11 0 Ci Cl in l l in Ci in Cl Cl l l l l dil VV V dt L L L i L dV c i V V dt Ci Ci R Ci V dV dt C R C C i i Y                             T h s tate  s p ac m o d ellin g   o f   t h cir cu it i s   g i v e n   b y   X A x B y C z   ( 1 2 )   T h v ec to r s   o f   th s ta te  v ar iab les an d     th eir   d er iv at iv e s   ar e   X    &   x   . T h d is tu r b a n ce   m atr i x   is   C an d   th i n p u is   Z .               Fig u r 2 .   C ir cu it d ia g r a m   o f   P OE SLL   Fig u r 3 .   ON  m o d e   Fig u r 4 .   OFF  m o d e       T h p r o g r am m i n g   co d ca n   b d ev elo p ed   f o r   th co n v er ter   b y   t w o   m et h o d s . I n   o n m et h o d   b y   a s s i g n in g   t h e   v alu e s   o f   i n p u v o lta g , d u t y   c y cle  lo ad   r esis ta n ce   , ef f icie n c y   i n d u cto r   r ip p le  cu r r en t,s w itc h i n g   f r eq u e n c y     an d     o u tp u t   v o lta g r ip p le . T h is   m et h o d d   h elp s   i n   d eter m i n in g   th in d u cto r   v al u ca p ac ito r   v alu i n p u cu r r en , o u tp u p o w er   ca n   b d eter m i n ed . I n   th s ec o n d   m et h o d   th v alu es  as s ig n ed   ar e, in p u v o lta g , in d u cto r   v alu e, ca p ac ito r   v alu e, s w itc h i n g   f r eq u e n c y , d u t y   c y cle, in p u r esis ta n ce , lo ad   r esis ta n ce . T h co n v er ter   o u tp u p o w er , e n er g y   r atio , m a th e m at ical  m o d el  a n d   tr an s f er   f u c n tio n ,   r i s ti m e, s et tli n g   ti m e , d am p i n g   r atio   ar o b tain ed .   T h co d in g   i n   M A T L A B   f o r   th m et h o d   1   is   g iv e n   b elo w .       clc   clear   x=menu( 'menu' , 'ENTER THE VALUE' , 'Thanks' );   if (x==1);   Vin=input( 'Vin=' ); R=input( 'R=' );   EL1=input( 'EL1=' );   V1=input( 'V1=' );   EFF=input( 'EFF=' );   f=input( 'f=' );k=input( 'k=' );   t=1/f;   M=(2 - k)/(1 - k);   Vo=M*Vin; Io=Vo/R;   disp( 'Po' )   Po= Vo* Io   disp( 'Pin' )   Pin= (Po/ EFF)*100    disp( 'Iin' )   Iin= Pin/Vin   disp( 'L' )   L=Vin*k/(f* EL1)   disp( 'C1' )   C1= ((1 - k)* Vo) /(f* VC1*R)   disp( 'C2' )   C2= (1 - k)* Vo /(f* VC1*R)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   704     711   708   IL1=( Vo/L*M);    VC1= Vin;   VC2= Vo*K/(2 - K);   WL=0.5*IL1^2*L;   WC=0.5*C1*VC1^2+0.5*C2*VC2^2;   T=1/f;   Po=Vo*Io;Ploss=r*IL1^2;   Iin=(Po+Ploss)/Vin;   disp( 'The efficiency' )   eff=abs((Vo*Io)/(Vin*Iin))   disp( 'pumping Energy' )   PE=abs(Vin*Iin*T)   disp( 'Stored Energy' )   SE=abs(WC+WL)   disp( 'Capacitor - Inductor stored Energy ratio' )   CIR=abs(WC/WL)   disp( 'Energy Factor' )   EF=abs(SE/PE)   disp( 'time constant' )   A = [0  - 1/L  - 1/L; 1/C1 0 0;1/C2 0  - 1/R*C2]   B = [(1 - k)/L; k/ C1;0]   C = [0 0 1]   D =[0]   % Create a Matlab state - space model.   sys = ss(A, B, C,D);   sys = ss2tf(A, B, C,D)   [num, den] = ss2tf(A,B,C,D)   G = tf(num,den)   bode(tf(num,den))   close  'all' ;   % Compute and plot the step response.   figure;   [y, t] = step(sys);   plot(t,  y);   title( 'Step Response' );   % Compute and plot the impulse response.   figure;   [y, t] = impulse(sys);   plot(t, y);   title( 'Impulse Response' );   end       Si m i lar l y   t h co d in g   ca n   b d ev elo p ed   f o r   m et h o d   2 . T h u s   th co d in g   ca n   b r ep ea ted   f o r   n   n u m b er   o f   c y cles  b y   w r iti n g   t h p r o g r a m   u s i n g   w h ile  lo o p .   T h ta b le  I   s h o w s   th d esi g n   ca lcu l atio n s   f o r   v ar io u s   in p u t s   f o r   t h m e th o d   1 . T h ass i g n ed   v alu e s   ar Vi n ,   o u tp u t   r ip p le  v o ltag e% =0 . . 1 2 ,   %in d u cto r   r ip p le  cu r r en t   =0 . 6 , ef f icien c y =9 2 , k =0 . 5 , s w it ch in g   f r eq u en c y   =1 0 k Hz, R =5 0   Oh m s .   T h v alu es  as s i g n ed   ca n   b ca r r ied   o u f o r   d if f er e n d u t y   c y cle,   lo ad   r esis tan ce ,   e f f ic ien c y ,   s w itc h in g   f r eq u e n c y ,   r ip p le  v o ltag e,   r ip p le  cu r r en etc.   Fro m   t h ab o v p r o g r a m   tr a n s f er   f u n ctio n ,   b o d p lo t,  s tate  s p ac m o d el,   an al y s is   o f   s tab ilit y   ca n   b ca r r ied   o u t.  T h u s   it h e lp s   in   co llecti n g   d ata  an d   p r o ce s s in g   it  f o r   f u tu r s tu d ies.       T ab le  1 Desig n   ca lc u latio n s   No   V i n   (V)   V o u t   (V)   Io u t   (A)   Po u t   ( W a t t s)   C1   ( µ F)   C2   ( µ F)   L   ( µ H)   1   12   36   0 . 7 2   2 5 . 9 2   30   30   1 0 0   2   36   1 0 8   2 . 1 6   2 3 3 . 7 8   90   90   3 0 0   3   52   1 5 6   3 . 1 2   4 8 6 . 7 2   1 3 0   1 3 0   4 3 0       4   SI M UL AT I O N   T h cu r r en co n tr o ller   f ed   w it h   d s u p p l y   is   s i m u lated   f o r   co n s ta n i n p u t,   li n a n d   lo ad   v ar iatio n s . I n   cu r r en t - m o d co n tr o l,  th s en s ed   in d u cto r - c u r r en r a m p   w h i ch   is   a   s tate  v ar iab le  is   u s ed   in   g e n er atin g   p u ls e s   to   th s w i tch e s . Fo r   1 2   V   DC   in p u t,   th s i m u latio n   an d   o u tp u is   s h o w n   in   d iag r a m   F i g u r e   5 .   Fr o m   th o u tp u t   f i g u r t h p ea k   o v er s h o o is   al m o s 1   a m p er f o r   cu r r en t   o u t p u an d   n ea r   5 0   f o r   o u tp u t   v o ltag e. T h F i g u r 6   s h o w s   t h li n d i s t u r b an ce s   an d   al s o   t h o u tp u v o lta g an d   cu r r e n v ar iatio n s   d u e   to   th s a m e. T h lo ad   v ar iatio n   s i m u latio n     a n d   it s   co r r esp o n d in g   o u tp u i s   s h o w n   i n   F i g u r 7 . T h u s   t h p er f o r m a n ce   o f   cu r r en co n tr o ller   u n d er   lin a n d   lo ad   v ar iatio n s   ar s tu d ied .   P ar r ay   w it h   o u MP P T   tr ac k in g   is   f ed   to   th e   L U O   co n v er ter     co n tr o lled   b y   c u r r en   co n tr o ller   a n d   its   o u tp u t   w a v e f o r m s   ar s h o w n   i n   f ig u r 8 . T h P f ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       P erfo r ma n ce   Mea s u r es o f P o s itive  Ou tp u t S u p erli ft Lu o   C o n ve r ter Us in g   Mu ltit u d in o u s   ( P .   S iva g a mi )   709   cu r r en co n tr o ller   is   s i m u lated   f o r   5 2   v o lt  in p u f r o m   t h ar r a y   an d   i ts   o u tp u i s   1 5 2 . 3   an d   its   o u tp u c u r r en t   is   3 . 0 4   am p er es  an d   th o u tp u p o w er   is   4 6 0   w atts . T h co m p o n en ts   v a lu e s   ass i g n ed   th e   s a m f o r   b o th   P ar r ay   a n d   d in p u t . T h d is ad v an tag e s   o f   t h is   t y p o f   co n tr o ll er   is   s tu d ied   f r o m   th s i m u lat i o n   o u tp u t.   SMC   i s   d esi g n ed   a n d   s i m u lat ed   f o r   1 2 in p u t.T h o u tp u c u r r en i s   0 . 7 1   A   a n d   th e   o u tp u v o ltag is   3 6 V. T h s i m u latio n   a n d   o u tp u ar s h o w n   i n   f i g u r 9   f o r   c o n s ta n lo ad   o f   5 0   o h m s . L i n v ar iatio n s   in   w h ic h   in p u v o ltag i s   v ar ied   f r o m   1 2 to   2 0 V,   th o u tp u r e m ai n s   co n s ta n in s p ite  o f   t h ese  d is t u r b an ce s   i s   s h o w n   in   F i g u r 1 0 . T h lo ad   r esis tan ce   is   v ar ied   f r o m   5 0   o h m s   to   1 0 0   o h m s   . T h en   also   t h o u tp u v o lta g r e m ai n s   th s a m . T h s i m u latio n   d ia g r a m   an d   o u tp u t is  s h o w n   i n   F i g u r 1 1 .   T h lin v ar iat io n s   a n d   lo ad   d is tu r b an ce s   ar o v er co m b y   SM C     t h at  i s   th s ettli n g   ti m i s   r ed u ce d   w h e n   co m p ar ed   to   th at  o f   th e   cu r r en co n tr o lled   P OE SLL . T h P w it h   o u t M P PT   f ee d s   L UO  co n v er ter   . I t   i s   s i m u lated   f o r   a   in p u t o f   5 2   V. T h o u tp u t   v o lta g e   is   1 5 5   V, o u tp u cu r r en i s   3 . 1   A , o u tp u p o w er   i s   4 8 1   W atts . T h tab le  I I   Sh o w s   t h co m p ar is o n   o f   s i m u lated   o u tp u ta n d   ca lcu lated   o u tp u t.             Fig u r 5 .   Si m u latio n   an d   o u tp u t   w av e f o r m     o f   3 5 f o r   1 2 in p u t c u r r en m o d   co n tr o ller               Fig u r 6 .   Si m u latio n   f o r   lin v ar iatio n   an d   o u tp u t c u r r en t a n d   v o ltag w av e f o r m   f o r   cu r r en m o d eP OE SLL               Fig u r 7 .   Si m u latio n   f o r   lo ad   v ar iatio n s     an d   o u tp u t c u r r en an d     v o ltag   w a v f o r m   f o r   co n tr o lled   P OE SL L               Fig u r 8 .   Si m u latio n   an d   o u tp u w a v ef o r m     f o r   P ar r ay   cu r r en t c o n tr o lled   P OE SLL       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   704     711   710           Fig u r 9 .   Si m u latio n   an d   o u tp u t   w av e f o r m     o f   3 6 f o r   1 2 in p u SMC     co n tr o ller               Fig u r 1 0 .   Si m u latio n   f o r   lin v ar iatio n   a n d   o u tp u t c u r r en t a n d   v o ltag w a v e f o r m   f o r   SMC   P OE SL L               Fig u r 1 1 .   Si m u latio n   f o r   lo ad   v ar iatio n s     a n d   o u tp u t c u r r en an d     v o ltag   w a v f o r m   f o r   S MC P OE SLL       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   s i m u l ated   o u tp u t a n d   ca lcu lated   o u t p u t.     S I M U L A T ED   O U T P U T   C A L C U L A T ED   O U T P U T   C o n t r o l l e r   V i n   (V)   V o u t   (V)   I o u t   (A)   P o u t   ( W a t t s)   V o u t   (V)   I o u t   (A)   P o u t   ( W a t t s )   CM   12   35   0 . 6 9   2 4 . 1 5   36   0 . 7 2   2 5 . 9 2   52   1 5 2   3 . 0 3   4 6 2 . 9 9 2   1 5 6   3 . 1 2   4 8 6 . 7 2   S M C   12   36   0 . 7 1   2 5 . 5 6   36   0 . 7 2   2 5 . 9 2   52   1 5 5   3 . 1 3   4 8 5 . 1 5   1 5 6   3 . 1 2   4 8 6 . 7 2       5   CO NCLU SI O N   T h co n tr o tech n iq u s u c h   as  cu r r en co n tr o ller   an d   SM C   h a s   b ee n   p r esen ted   i n   th i s   p ap er . T h co d e   is   d ev elo p ed   to   d eter m i n t h d esig n   a n d   to   an al y s e   t h   p er f o r m a n ce   o f   t h s y s te m . B y   b o o s tin g   th o u tp u t   i n   g eo m etr ic  p r o g r ess io n   f o r   POESL L ,   SM C   co n tr o tec h n i q u in   P OE S L L   w ill  s tab ilis th o u tp u f o r   an y   ch an g in   lo ad   an d   l in e   v ar i atio n s . T h er r o r   s ig n al   is   p r o d u ce d   b y   co m p ar i n g   th e   i n d u cto r   cu r r en t   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       P erfo r ma n ce   Mea s u r es o f P o s itive  Ou tp u t S u p erli ft Lu o   C o n ve r ter Us in g   Mu ltit u d in o u s   ( P .   S iva g a mi )   711   ca p ac ito v o ltag w ith   t h r ef e r r en ce   v alu e. B y   m ea n s   o f   p r o p er   s elec tio n   o f   co n tr o   p ar a m eter s   i n   SMC   h elp s   in   ac h ie v i n g   b etter   p er f o r m a n ce   w h en   co m p ar ed   to   cu r r en co n tr o lled   s u p er lif t l u o     co n v e r ter .       RE F E R E NC E S     [1 ]   V .   Us h a ra n i,   e a l. ,   En h a n c e d   M P P T   T e c h n iq u e   F o DC - DC  Lu o   Co n v e rter  Us in g   M o d e P re d i c ti v e   Co n tro F o r   P h o t o v o lt a ic  S y ste m s”   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   En g in e e rin g   Res e a rc h   a n d   De v e lo p me n t   e - IS S N:  2 2 7 8 - 0 6 7 X,  p - IS S N:  2 2 7 8 - 8 0 0 X ,   V o l u m e   1 1 ,   Is su e   0 1   (Ja n u a ry   2 0 1 5 ),   P P . 1 8 - 27   [2 ]   S . Ba lak u m a r,   e a l. ,   I m p le m e n ta ti o n   Of   P h o t o v o lt a ic  M P P T   W it h   Re g u late d   L o a d   P o w e Co n tro l l e F o P o siti v e   Ou tp u El e m e n tar y   Ou tp u S u p e rli f L UO   Co n v e rter”   In ter n a ti o n a J o u rn a Of   Pu re   A n d   Ap p li e d   M a th e ma t ics   IS S N:1 3 1 1 - 8 0 8 0   V o l u m e   1 1 5   N o . 8   2 0 1 7 , 6 1 5 - 6 2 1   [3 ]   S u n d a ra jan   V e n k a tes a n ,   e a l. ,   M o d e ll i n g   A n d   S im u latio n   A n a l y sis  O f   S o lar  P V   En e rg y   S y s tem   W it h   LUO  Co n v e rter  Us in g   S tate   S p a c e   Av e ra g in g   Tec h n iq u e   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o A d v a n c e d     En g in e e rin g   T e c h n o lo g y   E - IS S N0 9 7 6 - 3 9 4 5   V o l u m e   II  /Issu e   II/A p ril   Ju n e   2 0 1 6 7 /7 7 0 - 7 7 7   [4 ]   Ha d Na siri  Ja z i ,   e a l. ,   P a n d   P W M   S li d i n g   M o d e   Co n tro l   o f   P OE S L L   Co n v e rter ”, IEE T ra n sa c ti o n o n   Aer o sp a c e   a n d   El e c tro n ic  S y ste ms , Ye a r:  2 0 1 7 ,   Vo lu m e 5 3 ,   Iss u e :   5   [5 ]   W e n tao   Jia n g ,   e a l. , “    I m p ro v e d   o u tp u f e e d b a c k   c o n tr o ll e r   d e sig n   f o th e   su p e r - li f t   re - li f t   L u o c o n v e rter ”, IET   Po we r E lec tro n ics   Ye a r:  2 0 1 7 ,   Vo lu m e 1 0 ,   Is s u e :   10 , P a g e s:   1 1 4 7   -   1 1 5 5   [6 ]   A .   S iv a k u m a r ,   e a l. , “. Imp lem e n t a ti o n   o f   i n telli g e n f u zz y   c o n tr o ll e fo   f o r   Po si ti v e   Ou tp u Re  li ft   L UO   c o n v e rte r ,”   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Circu it s,  P o w e a n d   Co m p u ti n g   T e c h n o l o g ies   [ ICC P CT - 2 0 1 4 ] , Ye a r:  2 0 1 4   P a g e s:   1 0 1 1   -   1 0 1 7   [7 ]   Div y a   N a v a m a n Ja y a c h a n d ra n ,   e a l. , M o d e ll i n g   a n d   A n a l y sis  O f   V o lt a g e   M o d e   Co n tro ll e d   L UO   Co n v e rter” , Ame ric a n   J o u r n a l   Of  Ap p li e d   S c ie n c e s   [8 ]   G . A l w in ,   e a l. ,   . A n   I n v e stig a ti o n   O n   S li d i n g   M o d e   C o n tr o ll e r   W it h   F u z z y   In fe re n c e   S y ste m   F o A   DC - DC   Co n v e rter,” J o u rn a Of  H a rm o n iz e d   Res e a rc h   In   En g in e e rin g , 2 ( 2 ),   IS S N2 3 4 7 - 7 3 9 3   P P - 2 6 6 - 2 7 3   [9 ]   N.A ru n k u m a r, e a l. , Im p ro v e d   P e rf o rm a n c e   Of   L in e a Qu a d ra ti c   Re g u lato P lu F u z z y   L o g ic   Co n tr o ll e r   F o r   P o siti v e   Ou t p u S u p e r - L if L UO - Co n v e rter ,   J o u rn a o E lec t ric a E n g i n e e rin g , Ye a 2 0 1 6   [1 0 ]     Ra M u n o z ;   X u e ji a n   R o n g ,   e a l. ,   De p th - a w a re   in d o o sta irc a se   d e tec ti o n   a n d   re c o g n it i o n     f o th e   v isu a l ly   imp a ire d   p e o p le "   Ye a r:   IEE E   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   M u lt im e d ia  a n d   Ex p o   W o rk sh o p (ICM EW )   Ye a 2 0 1 6   [1 1 ]   Ra v in d e . Kh a rb ,   e a l . ,     De sig n   A n d   Im p le m e n tatio n   o f   A NFI S   b a se d   M P P T   S c h e m e   w it h   Op e n   L o o p   B o o s t   Co n v e rter  F o S o lar  P V   M o d u l e ”,   In ter n a ti o n a J o u rn a Of  Ad v a n c e d   Res e a rc h   In   E lec trica El e c tro n ics   An d   In stru me n ta ti o n   E n g i n e e rin g   Vo l 3 , issu e   1 , jan   2 0 1 4   [1 2 ]   A . G o u d a rz ian ,   e a l. ,       De sig n   An d   Im p lem e n tatio n   o f   A   Co n sta n t   F re q u e n c y   S li d i n g   M o d e   Co n tro l ler  F o A   L UO   Co n v e rter” , IJ T RA NS ACT IONS   B A p p li c a ti o n s   Vo l.   2 9 ,   No .   2   (F e b ru a ry   2 0 1 6 2 0 2 - 2 1 0   [1 3 ]   A h m e d   Ha m m o d a ,   e a l. ,   Esti ma ti o n   Of  Ad v a n c e d   Dc /Dc   L u o   c o n v e rte rs   b a se d   On   En e rg y   Fa c to An d   S u b - S e q u e n ti a l   Pa r a me ter s   ENERGYCO N 2 0 1 4     M a y   1 3 - 1 6 ,   2 0 1 4     Du b r o v n ik ,   Cro a ti a   [1 4 ]   Jo n e s.D.C ,   e a l. ,   Bu c k - Bo o st  Co n v e rter  Eff icie n c y   M a x i m iz a ti o n   v ia  a   No n li n e a Dig it a Co n tr o M a p p in g   f o A d a p ti v e   Eff e c ti v e   S w it c h in g   F re q u e n c y ,   Eme rg in g   a n d   S e lec ted   T o p ics   i n   P o we r E lec tro n ics ,   I EE E - 2 0 1 3   [1 5 ]   Bo   L i ,     X u e f a n g   L in - S h i   Bru n o   A ll a rd ,   A   Di g it a Du a l - S tate - V a riab le  P re d ict iv e   Co n tro l ler  f o Hig h   S w it c h in g   F re q u e n c y   Bu c k   Co n v e rter  W it h   Im p ro v e d   Σ ΔD P W M ,   I EE T ra n sa c ti o n o n   I n d u stria I n f o rm a ti c s   ,   V o l u m e 8,   Iss u e 3 ,   A u g .   2 0 1 2     [1 6 ]   S a ra n y a . S ,   e a l. ,   T u n in g   o f   P ID  c o n tro ll e f o P o siti v e   Ou tp u El e m e n tar y   S u p e r - L if t   L u o - Co n v e rters   u sin g   A T e c h n iq u e s” ,   I n ter n a ti o n a J o u rn a o En g in e e rin g   Res e a rc h   &   T e c h n o l o g y   ( IJ ER T ),   IS S N - 2 7 8 - 0 1 8 1 ,   V o l.   2   Iss u e   1 1 ,   N o v e m b e   2 0 1 3   [1 7 ]   Ola d im e ji   Ib ra h i m ,   No Zaih a Ya h a y a ,   No rd in   S a a d ,   P ID  C o n tro ll e Re sp o n se   to   S e t - P o i n Ch a n g e   in   DC - DC  Co n v e rter  Co n tro l   ,   I n ter n a t io n a J o u rn a o P o we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   ( IJ PE DS )   Vo 7 ,   No   2 J u n e   2 0 1 6   [1 8 ]   M .   V e n k a tes a n ,   R.   Ra jes h w a ri,   N.  De v e ra jan ,   M .   Ka li y a m o o rth y ,   Co m p a ra ti v e   S tu d y   o f   T h r e e   P h a se   G rid   Co n n e c ted   P h o t o v o lt a ic  In v e rter   Us in g   P a n d   F u z z y   L o g ic  C o n tr o ll e w it h   S w it c h in g   L o ss e s   Ca lcu latio n In ter n a t io n a l   J o u r n a l   o f   P o we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ( IJ PE DS )   V o l .   7 ,   N o .   2 ,   Ju n e   2 0 1 6 ,   p p .   5 4 3 ~ 5 5 0   IS S N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.