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metadata.dc.type: Dissertação
Issue Date: 23-Aug-2024
metadata.dc.creator: SILVA JUNIOR, Carlos Roozenbergh Porto da
metadata.dc.contributor.advisor1: BARRA JUNIOR, Walter
Title: Projeto de controlador baseado em inequações matriciais lineares aplicado a um sistema multiconversor sujeito à incertezas paramétricas
Citation: SILVA JUNIOR, Carlos Roozembergh Porto da. Projeto de controlador baseado em inequações matriciais lineares aplicado a um sistema multiconversor sujeito à incertezas paramétricas. Orientador: Walter Barra Junior. 2024. 66 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16768. Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: Os sistemas de conversão são dispositivos de grande importância nos sistemas elé- tricos e sistemas embarcados cuja aplicação está presente em ambientes variados, principalmente nos tempos atuais, visto que diversos componentes de níveis e fontes de tensão estão interligados em um único sistema. Dessa forma são investigados métodos de estudo dinâmico desta rede a partir de abordagens que simplificam a rede considerando os modos de velocidade e chaveamento dos demais sistemas de conversão, onde ocorre a simplificação de sistemas velozes para cargas de potência constante (CPL), de forma que e por esse método é avaliado as condições de estabilidade da rede. O estudo permite observar que as CPL atuam como uma resistência incremental negativa, de forma que analisando a partir de um modelo linear é observado que essa carga diminui o amortecimento do sistema, diminuindo suas margens de estabilidade, podendo tornar o sistema instável. Soma-se a esse efeito incertezas nos componentes físicos do circuito, afetando também a estabilidade e desempenho das microrredes. Sendo assim o projeto de reguladores para a atenuação das oscilações advindas desses efeitos se tornam de grande importância para garantia do correto desempenho desses sistemas. Neste trabalho é projetado um controlador robusto às incertezas e capaz de atenuar oscilações na presença de carga de potência constante, de forma que este controlador é implementado em uma microrrede composta por dois conversores abaixadores de tensão continua (Conversor Buck) em cascata, onde um deles é modelado como uma CPL. O modelo do sistema é usado tanto para análise de estabilidade quanto para projeto do controlador robusto em espaço de estado, de forma que a síntese do compensador é estruturado em formato de desigualdade matricial linear cuja solução é obtido através de ferramentas envolvendo optimização de sistemas. Os resultados do controlador são comparados com outro controlador baseado em alocação de pólos, em modelos lineares e modelos não lineares chaveados, na plataforma de simulação matemática Matlab/Simulink, onde são avaliados resposta transitória e sinal de controle graficamente e por meio de índices de desempenho em diversas condições de operação, envolvendo desde perturbações de cargas à variação de parâmetros do sistema.
Abstract: Conversion systems are critically important devices in electrical systems across various environments, especially in modern times, as multiple components with different voltage levels and sources are interconnected within a single system. Consequently, dynamic study methods of this network are examined using approaches that simplify the network based on speed modes and switching of other conversion systems, wherein fast systems are simplified to constant power loads (CPL). This method evaluates the network’s stability conditions. The study reveals that CPLs act as negative incremental resistances, and when analyzed through a linear model, it is observed that such loads reduce system damping, thereby decreasing stability margins and potentially rendering the system unstable. Additionally, uncertainties in the physical components of the circuit further affect the stability and performance of microgrids. Hence, designing regulators to mitigate oscillations caused by these effects becomes crucial to ensure the proper performance of these systems.In this work, a robust controller is designed to handle uncertainties and attenuate oscillations in the presence of constant power loads. This controller is implemented in a microgrid composed of two cascaded DC-DC buck converters, one of which is modeled as a CPL. The system model is utilized for both stability analysis and robust controller design in state space, where the compensator synthesis is structured in the form of a linear matrix inequality, solved using system optimization tools. The controller’s results are compared with another controller based on pole placement in both linear and nonlinear switched models, within the Matlab/Simulink simulation platform. Transient response and control signals are evaluated graphically and through performance indices under various operating conditions, including load disturbances and system parameter variations.
Keywords: Microrredes
CPL
Controle
LMI
Microgrid
Conversor Buck
Control
CPL
Linear Matrix Inequality
Buck converter
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA
metadata.dc.subject.linhadepesquisa: CONTROLE E AUTOMAÇÃO
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
metadata.dc.publisher.initials: UFPA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.source.uri: Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
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