Controle linear e não linear de conversores Boost

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Boeff, Luís Felipe
• Orientador(a): Silva Junior, Joao Manoel Gomes da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Controle robusto; Conversores; Saturação
• Palavras-chave em Inglês: Boost converter; Linear control; Nonlinear control; Regulation; Saturation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/204656

Este trabalho apresenta o projeto de leis de controle robusto e não linear por realimentação de estados para conversores de potência CC-CC do tipo Boost, tendo como objetivo regular a tensão de saída frente a variações nos valores de tensão de entrada e de carga. Para tanto, o circuito equivalente do conversor é modelado e uma representação não linear (bilinear) em espaço de estados é obtida. Em uma primeira abordagem, lineariza-se o modelo em torno de um ponto de equilíbrio para que leis lineares de controle robusto possam ser aplicadas. Adiciona-se ao modelo a ação integral, de forma que perturbações do tipo degrau possam ser rejeitadas em malha fechada. Além disso, restrições de saturação sobre o sinal de controle são impostas, a fim de que as trajetórias do sistema sejam mantidas em uma região em que a aproximação pelo modelo linear é válida. Para se alcançar os requisitos de desempenho, considera-se o projeto de um controlador que minimize um critério H[infinito] com alocação de polos, a partir de desigualdades matriciais lineares. Além disso, dada a presença do integrador, projeta-se um compensador estático de modo que possíveis efeitos de wind-up sejam atenuados. Em uma segunda abordagem, foram consideradas técnicas não lineares de controle aplicadas diretamente ao modelo médio do conversor Boost, novamente adicionado de uma ação integral. Considera-se o projeto de um controlador do tipo realimentação de estados não linear, cujo objetivo é garantir um certo desempenho relativo à norma H[infinito] (neste caso, à norma L2- induzida) e assegurar a estabilidade localmente. Para tanto, resolve-se um problema de otimização convexo com restrições na forma de desigualdades matriciais lineares e determinam-se os ganhos do controlador. As duas abordagens propostas são validadas em co-simulação entre os softwares MATLAB/Simulink e PSIM, em que efeitos de chaveamento de alta frequência e outras características negligenciadas nos modelos teóricos se fazem presentes.