Estudo e comparação de técnicas de controle não lineares aplicadas a conversores estáticos de potência

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-10T01:04:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arthur_rosa_tesefinal.pdf: 10586272 bytes, checksum: 3637f8efd875b683a617423dc3ca7389 (MD5) Previous issue date: 26O controle de conversores de potência é um problema recorrente na literatura e se enquadra no contexto atual que coloca a eficiência energética como uma questão chave no desenvolvimento tecnológico e sustentável. Nesse sentido, esta tese tem como objetivos o estudo e a comparação de técnicas de controle não lineares aplicadas aos conversores estáticos de potência do tipo: Buck, Boost, Buck-boost, Flyback, Sepic e Cuk. Apesar de serem blocos básicos na eletrônica, esses conversores têm despertado um interesse crescente tanto na área de eletrônica de potência como na área de controle. Isso se deveà diversidade de aplicações que incluem desde equipamentos domésticos a sofisticados sistemas elétricos. Maior enfoque é dado ao conversor boost que se trata do único conversor analisado com correção de fator de potência (Power Factor Correction - PFC), visto que é o mais indicado para essa aplicação específica. Os demais são analisados como sistemas de controle reguladores de tensão (CC-CC), nos quais a tensão de entrada tratase de um valor constante. Devido a um novo e vasto campo de atuação para controle não linear de conversores, por oferecer uma resposta mais natural e, sobretudo, tornar os sistemas eletrônicos mais eficientes, são obtidos e implementados os algoritmos nãolineares de controle linearizante por realimentação de estado (SFL), controle baseado em passividade (PBC) e controle baseado em passividade por interconexão e inserção de amortecimento (IDA-PBC) . Levando-se em conta que muitas leis de controle necessitam de validação, emprega-se nesse trabalho a programação em alto nível com integração MATLAB/DSP e Simulação Hardware In the Loop (HIL). Essa metodologia facilita a realização dos testes e coleta dos resultados e reduz o ciclo de desenvolvimento do projeto.The control of power converters is a recurring problem in the literature and fits nowadays context that consolidates energy efficiency as a keypoint in technology and sustainable development. Thus, this thesis aims to study and compare nonlinear control techniques applied to static power converters, namely: Buck, Boost, Buck-boost, Flyback, Sepic andCuk. Although they are basic building blocks in electronics, these converters have been attracting growing interest in the power electronics and control areas. This is due to the diversity of applications including from household appliances to sophisticated electrical systems. Greater emphasis is given to the boost converter because it is the only converteranalyzed with power factor correction (PFC), since it is the most suitable for this specific application. The other systems are analyzed as control voltage regulators (DC-DC) in which the input voltage comes up to a constant value. Due to a vast new field for nonlinear controls of converters, because they offer a more natural response and, especially, make electronic systems more efficient, nonlinear control algorithms areobtained and implemented: state feedback linearization (SFL), passivity based control (PBC) and interconnection and damping assignment passivity-based control (IDA-PBC). Taking into account that many control laws require validation, this work employs high level programming with MATLAB/ DSP integration and Hardware In the Loop (HIL) simulation. This methodology facilitates the testing and collection of results and reduces the development cycle of the project