Análise comparativa teórica e experimental das estratégias de controle preditivo baseado em modelo do tipo FCS aplicadas a conversores estáticos

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dc.contributor.advisor1Encarnação, Lucas Frizera
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000261627697
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5578918284508758
dc.contributor.authorComarella, Breno Ventorim
dc.contributor.referee1Santos, Walbermark Marques dos
dc.contributor.referee2Camargo, Renner Sartório
dc.contributor.referee3Carletti, Daniel
dc.date.accessioned2024-05-30T01:42:44Z
dc.date.available2024-05-30T01:42:44Z
dc.date.issued2023-07-21
dc.description.abstractWith the increasing use of power converters for various modern purposes, for example distributed generation and electrification of vehicles, the importance of studying power converters becomes increasingly relevant. One of the topics of great importance, and which has been the subject of a great deal of research, is the control of such converters, which has evolved over the years from the traditional Proportional Integral (PI) analogue control to modern strategies such as Model Predictive Control (MPC). This work proposes a theoretical and experimental (from the point of view of deployment the control in a physical controller) comparative study of some of the main MPC strategies. Within the MPC control, the subdivision that operates with a Finite Control Set (FCS) is considered a better option for the control of power converters and is the target of this study that will compare three of the main FCS control strategies. The first, called Optimal Switching Vector (OSV-MPC), is the simplest and most intuitive to implement, but it produces a variable switching frequency at the output. The second, Modulated Model Predictive Control (M2PC), and the third, Optimal Switching Sequence (OSS-MPC), are more modern strategies that produce a fixed switching frequency while maintaining most of the advantages of OSV-MPC. The three studied strategies will be described in detail and steady-state and transient comparisons will be made to produce a benchmark of the strategies. The experimental tests will be carried out on a hardware-in-the-loop (HIL) platform through the implementation of the control strategies in the Digital Signal Processor (DSP) F28379D from Texas Instruments with the real time simulator Typhoon HIL402 emulating a three-phase two-level voltage source inverter (VSI) connected to the grid through an inductive filter.
dc.description.resumoCom o aumento do uso de conversores de potência para as diversas finalidades modernas, por exemplo geração distribuída e eletrificação dos veículos, a importância de se estudar conversores de potência se torna cada vez mais relevante. Um dos tópicos de grande importância, e que vem sendo alvo de grande pesquisa, é o controle de tais conversores, que evoluiu ao longo dos anos passando do tradicional controle analógico Proporcional Integral (PI) para estratégias modernas como o Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC). Este trabalho propõe o estudo comparativo teórico e experimental (da ótica da implantação em controlador físico do controle) de algumas das principais estratégias de MPC. Dentro do controle MPC, a subdivisão que atua com um Conjunto de Controle Finito (FCS) é considerada uma opção melhor para o controle de conversores de potência e é a que será alvo deste estudo que comparará três das principais estratégias de controle FCS. A primeira, denominada Vetor de Chaveamento Ótimo (OSV-MPC), é a mais simples e intuitiva de implementar mas produz uma frequência de chaveamento variável na saída. A segunda, Controle Preditivo Baseado em Modelo Modulado (M2PC), e a terceira, Sequência de Chaveamento Ótima (OSS-MPC), são estratégias mais modernas que produzem uma frequência de chaveamento fixa mantendo a maior parte das vantagens do OSV-MPC. As três estratégias estudadas serão descritas detalhadamente e comparações em regime permanente e transitório serão feitas para produzir um benchmark das estratégias. Os testes experimentais serão realizados em plataforma hardware-in-the-loop (HIL) através da implementação das estratégias de controle no Processador Digital de Sinais (DSP) F28379D da Texas Instruments com o simulador de tempo real Typhoon HIL402 emulando um inversor trifásico fonte de tensão (VSI) de dois níveis conectado à rede através de um filtro indutivo.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17203
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectControle preditivo baseado em modelo
dc.subjectConjunto de controle finito
dc.subjectVetor de chaveamento ótimo
dc.subjectControle preditivo baseado em modelo modulado
dc.subjectSequência de chaveamento ótimo
dc.subjectControle de conversores estáticos
dc.subject.br-rjbnConversores de frequência; Controle preditivo; Eletrônica de potência.
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleAnálise comparativa teórica e experimental das estratégias de controle preditivo baseado em modelo do tipo FCS aplicadas a conversores estáticos
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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