JOURNAL OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS AND MANAGEMENT
Volume 1, Numéro 1, Pages 49-58
2025-12-21
Comparative Analysis Of Pid And Smc Techniques For Dc–dc Buck Converter Regulation
Authors : Ayada Amira . Ounnas Djamel . Guiza Dhaouadi .
Abstract
ABSTRACT -This work presents a comparative analysis between Sliding Mode Control (SMC) and Proportional–Integral–Derivative (PID) control applied to a DC–DC buck converter for precise output voltage regulation. The comparison emphasizes convergence speed, steady-state performance, and tracking accuracy. The converter system is modeled using ordinary differential equations (ODEs) that describe the dynamics of the inductor current and capacitor voltage. The stability of the proposed sliding surfaces is rigorously established through Lyapunov’s stability theorem, guaranteeing robust closed-loop behavior. The robustness of the SMC is further assessed under step load disturbances and input voltage fluctuations, demonstrating its superior ability to preserve system stability and performance across varying operating conditions. Simulation results obtained in MATLAB/Simulink confirm the theoretical analysis, showing that SMC achieves faster convergence, stronger disturbance rejection, and more accurate voltage regulation compared to the conventional PID controller. These results highlight the effectiveness of SMC as a reliable and high-performance control approach for DC–DC converters in demanding applications. الملخص — يقدّم هذا البحث دراسة مقارنة بين خوارزمية التحكم بالانزلاق والمتحكم التناسبي–التكاملي–التفاضلي المطبقتين على محول خفض التيار المستمر بهدف تحقيق تنظيم دقيق لجهد الخرج. تركز المقارنة على سرعة التقارب، وأداء الحالة المستقرة، ودقة التتبع. تم نمذجة نظام المحول باستخدام معادلات تفاضلية عادية تصف ديناميكيات تيار الملف وجهد المكثف، كما تم تحليل استقرار الأسطح الانزلاقية المقترحة بالاعتماد على مبرهنة الاستقرار لياپانوف لضمان استقرار المنظومة المغلقة. تم كذلك تقييم متانة خوارزمية التحكم بالانزلاق في ظل اضطرابات الحمل المفاجئة وتغيرات جهد الدخل، مما أبرز قدرتها العالية على الحفاظ على استقرار النظام وأدائه تحت ظروف تشغيل مختلفة. تؤكد نتائج المحاكاة المنجزة على برنامج MATLAB/Simulink صحة التحليل النظري، إذ أظهرت أن التحكم بالانزلاق يحقق تقاربًا أسرع، واستجابة أفضل للاضطرابات، وتنظيمًا أدق لجهد الخرج مقارنةً بالمتحكم التناسبي–التكاملي–التفاضلي التقليدي. وتبرز هذه النتائج فعالية التحكم بالانزلاق كمنهج تحكم موثوق وعالي الأداء لتطبيقات محولات خفض التيار المستمر في البيئات الديناميكية والمعقدة
Keywords
SMC ; PID ; DC-DC Buck Converter ; Comparative Analysis
Les articles similaires
Borhen Torchani
.
Anis Sellami
.
Germain Garcia
.
Ahmad Taher Azar
.
pages 166-179.
Izgheche Yousra
.
Bahi Tahar
.
pages 22-26.
Namoune Abdelhadi
.
Taleb Rachid
.
pages 05-19.
Mouhadjer S.
.
Chermitti A.
.
Neçaibia A.
.
pages 321-330.
Ahmed Benbiga
.
Rachid Taleb
.
Tayeb Allaoui
.
Hemza Saidi
.
Chaib Habib
.
Hacene Mellah
.
pages 43-50.
