کنترل‌کنندۀ مد لغزشی فراپیچشی مقاوم بهینه برای سیستم ذخیره‌ساز هیبریدی مبتنی بر باتری و ابررسانای ذخیره‌ساز انرژی مغناطیسی استفاده‌شده در وسایل نقلیۀ الکتریکی

استفاده از فناوری‌های ذخیره‌ساز انرژی با کنترل دقیق و کارآمد می‌تواند انعطاف‌پذیری و عملکرد سیستم‌های قدرت را بهبود بخشد؛ با این حال، هیچ یک از انواع سیستم های ذخیره سازی موجود نمی توانند تحت هر شرایطی پاسخی بهینه را ارائه دهند. در حقیقت، کارایی یک سیستم ذخیره سازی مستقل با توجه به میزان چگالی انرژی و توان، سرعت پاسخ‌گویی، طول عمر و هزینۀ آن محدود می شود. برعکس، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی هیبریدی از دو یا چند نوع سیستم ذخیره‌ساز تشکیل شده‌اند که معمولاً دارای ویژگی‌های مکمل برای دست‌یابی به عملکردی بسیار بهتر در شرایط عملیاتی مختلف هستند. سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی مغناطیسی ابررسانا (smes) با چگالی توان زیاد می توانند در سیستم‌های ذخیره‌سازی با چگالی انرژی زیاد مانند باتری‌های لیتیومی (lb) برای ایجاد سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی ترکیبی (hess) در خودروهای برقی استفاده شوند. به منظور افزایش کنترل پذیری این سیستم ذخیره ساز انرژی، کنترل مد لغزشی فراپیچشی مقاوم بهینه (orst smc) پیشنهاد می‌شود. با وجود تخمین سریع اغتشاشات از طریق روئیت‌گر اغتشاش بهره‌زیاد، کنترل کنندۀ پیشنهادی می تواند عدم قطعیت‌ها و موارد غیرخطی مربوط به مدل‌سازی سیستم‌های ذخیرۀ انرژی ترکیبی را به عنوان ورودی اضافی جبران کند. با توجه به ماهیت چندهدفه بودن مسالۀ کنترل غیرخطی خودروی برقی، از الگوریتم چندهدفۀ جست‌وجوی فراکتال تصادفی (mosfsa) برای استخراج پارامترهای سیستم کنترل پیشنهادی استفاده می شود. مدل سازی سیستم پیشنهادی با استفاده از نرم‌افزار matlab simulink انجام شده است. نتایج این شبیه سازی ها نشان می دهد کنترل کنندۀ پیشنهادی orst smc به طرزی جالب توجه پاسخ های گذرای سیستم را بهبود می دهد؛ در حالی که عملکرد ردیابی دقیق و سریعی را نیز ارائه می دهد.

optimal robust super twisting sliding mode controller for battery/superconducting magnetic energy storage based hybrid energy storage system used in electric vehicles

using energy storage technologies with proper control can improve the flexibility of power systems and cost effective performance. however, none of the existing types of storage systems can optimally respond under any conditions. an independent storage solution is mostly limited by energy and power density, response speed, lifetime, and cost. on the contrary, hybrid energy storage systems are composed of two or more storage systems that usually have complementary features to achieve much better performance in different operating conditions. superconducting magnetic energy storage systems (smess) with high power density can be used in high energy density storage systems such as lithium batteries (lbs) to create hybrid energy storage systems (hesss) in electric vehicles. this paper proposes an optimal robust super twisting sliding mode control (orst smc) to increase the controllability of this energy storage system. by fast estimating the perturbations through the high gain perturbation observer, the proposed controller can compensate for the uncertainties and nonlinearities of the modeling of the hybrid energy storage systems as an additional input. considering the multi objective nature of the nonlinear electric vehicle control problem, a multi objective stochastic fractal search algorithm (mosfsa) is used to extract the optimal parameters of the proposed controller. the proposed system has been modelled using matlab simulink software. the simulation results confirm that the proposed orst smc controller has significantly improved the system transient responses, as well as provided accurate and fast tracking performance.