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M. Zauner, P. Mandl, O. König, C. Hametner, S. Jakubek:
"Stability Analysis of a Flatness-Based Controller Driving a Battery Emulator with Constant Power Load";
at - Automatisierungstechnik (eingeladen), 69 (2021), 2; S. 142 - 154.

Dieser Artikel beschreibt die Regelung eines Batterie-Emulators, welcher in Fahrzeugprüfständen für elektrische Antriebe verwendet wird. Der als DC-DC Konverter realisierte Emulator wird mit einem Prüfling verbunden, z.B. einem E-Motor-Inverter.
Um das dynamische Verhalten einer Batterie wiedergeben zu können, muss der Ausgang hochdynamische Spannungsverläufe realisieren können.
Zum Testen einer weiten Bandbreite von Prüflingen, sollte der Batterie-Emulator einen großen Arbeitsbereich vorweisen.
Schwierig ist dies, wenn der Prüfling sich wie eine Last mit konstanter Leistungsaufnahme verhält, was zu Stabiltätsproblemen führen kann.
Um dies dennoch zu bewältigen, stellt der präsentierte Flachheits-basierende Regler Rückführäquivalenz zwischen einer nichtlinearen und einer linearisierten Modellbeschreibung her.
Des Weiteren wird mittels einer Stabilitätsanalyse eine Abschätzung des Einzugsbereiches angegeben.

This contribution deals with the control of a battery emulator used in automotive testbeds for electric drivetrains.
The battery emulator, which is realized as a DC-DC converter, is connected to a unit-under-test (UUT) e.g. an electric motor inverter.
To accurately emulate the dynamic impedance of a battery, a highly dynamic output is required.
Additionally, battery emulators should be applicable for a large variety of UUTs, hence robust performance in a large operating range is also required.
This is especially challenging when the UUT behaves like a constant power load, as this can cause stability issues.
To meet the requirements, a flatness-based control concept is presented that establishes feedback equivalence between a nonlinear and a linearized system representation.
By examining the stability of the concept, an estimation of the region of attraction is found.

Battery emulation, constant power load (CPL), DC-DC converter, flatness-based control, region of attraction (ROA)

http://dx.doi.org/10.1515/auto-2020-0107