Estrategias de control para sistemas bilineales aplicadas a los convertidores de potencia DD-DC

Author

García Esteban, Mauricio

Director

Sira-Ramírez, Hebertt

Tutor

Riera, Jordi (Riera Colomer)

Date of defense

2001-03-16

ISBN

846898440X

Legal Deposit

B.23466-2006



Department/Institute

Universitat Politècnica de Catalunya. Institut d'Organització i Control de Sistemes Industrials

Abstract

En este trabajo se presenta, por medio del procedimiento sistemático de selección, definición y adecuación de estrategias generales del control no--lineal, seis diferentes algoritmos propuestos que permiten efectuar el análisis y diseño del control retroalimentado para la regulación de los circuitos convertidores DC--DC, y sus modelos derivados, atendiendo a sus características intrínsecas de estructuras dinámicas no--lineales, con parámetros de valores inciertos y además de presentar, respuesta de fase no--mínima en la regulación directa del voltaje de salida. Proceso que dio como resultado diversos aportes teóricos en la línea de investigación de los convertidores DC--DC, y del control no--lineal.<br/>Al realizar al análisis del sistema y diseño del control, de los modelos promedio obtenidos vía PWM (ver capítulo II), existe un aporte con las siguientes estrategias adaptables en línea: Primero, para la regulación directa del voltaje de salida, se combina el método del vector sobreparametrizado, con la propuesta necesaria de realizar el desarrollo de reinicios en el controlador sobre un ajuste "seudo--deslizante". Segundo, se efectúa la regulación indirecta del voltaje de salida con el método de diseño del control denominado "salto atrás" (backstepping), aportando una nueva Forma Canónica de control generada a partir del sistema transformado de imperfecciones en variables de fase generalizadas, definida al linealizar el sistema. Ambas estrategias permiten el ajuste de los parámetros constantes pero inciertos en el modelo del controlador, con la característica de estar desarrollados sobre la base de una linealización nominalmente exacta.<br/>Igualmente se analiza, demuestra y se aporta el hecho que los modelos de estado promedio, o modelados de frecuencia de conmutación infinita, de los circuitos convertidores de corriente continua, coinciden con los que se obtienen en este trabajo con técnicas que describen a los sistemas Euler--Lagrange. A partir de estos modelos se aporta una metodología para llevar ha cabo la regulación indirecta del voltaje de salida en los circuitos convertidores. Posteriormente, nuevamente existe una aportación al realizar la estrategia de diseño de controladores adaptativos basados en pasividad he inclusive se extiende la metodología para proponer un algoritmo de control adaptable que solvente la estabilización en una versión de tres convertidores "boost" en cascada. Ambas estrategias aprovechan las restricciones físicas del sistema, y en particular sus propiedades energéticas. Alternativamente se innova al analizar y diseñar el sistema de control para la estabilización y seguimiento de señales de los convertidores derivados, sobre la base de modelos en tiempo discreto sustentados mediante una discretización exacta de la corriente muestreada en el inductor.


A variety of nonlinear feedback controllers, or duty ratio synthesizers, they are derived for the stabilization and reference signal tracking <br/>problems, strategies of regulation based in the stabilization of the average input current via the Pulse Width Modulation (PWM), in Dc to Dc power supplies, of the buck, boost and buck-boost types. First contribution, is that the adaptive controllers designed are Euler_Lagrange systems, and they correspond reasonably to a set of average Euler_Lagrange parameters. This procedure, generate useful connections of the associated <br/>pasivity based controllers with those of the differential flatness and sliding mode controllers. The second contribution, rather different a adaptive feedback strategy is adopted by resorting to an approach inspired by adaptive backstepping controller design methodology. Finally an exact nonlinear model in discrete time is derived for the dc to dc converters, and stabilization problem are solved on the basis of the steady state considerations about the input current "ripple". Through computer simulations, all of the feedback controllers proposed, they showed robustness with respect to unmodelled stochastic perturbation inputs affecting the value of the external voltage source.

Keywords

algoritmos; control no-lineal; convertidores DD-DC

Subjects

62 - Engineering. Technology in general

Knowledge Area

1207

Documents

01Mge01de09.pdf

112.8Kb

02Mge02de09.pdf

87.15Kb

03Mge03de09.pdf

220.1Kb

04Mge04de09.pdf

274.2Kb

05Mge05de09.pdf

218.6Kb

06Mge06de09.pdf

385Kb

07Mge07de09.pdf

583.1Kb

08Mge08de09.pdf

1.278Mb

09Mge09de09.pdf

107.1Kb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)