Controle robusto baseado em desigualdades matriciais lineares aplicado a inversores conectados à rede elétrica
Resumo
Este trabalho traz como principal contribuição um procedimento de projeto de controladores
de corrente robustos por realimentação de estados aplicados a inversores conectados
à rede por meio de filtro LCL, fornecendo resultados que cumprem exigências de desempenho
da norma IEEE Standard 1547. Primeiramente, a planta é modelada no espaço
de estados e discretizada, incluindo um atraso de uma amostra na implementação do sinal
de controle, e um conjunto de controladores ressonantes de dimensão arbitrária. A
incerteza na indutância da rede é modelada, levando a uma descrição politópica do sistema.
Um controlador por realimentação de estados é então utilizado. Os ganhos deste
controlador são calculados por meio de condições baseadas em desigualdades matriciais
lineares, que garantem a alocação dos autovalores de malha fechada em regiões circulares
dentro do círculo de raio unitário. Os resultados de simulação deste controlador indicam
bom desempenho em transitórios e em regime permanente, rastreamento da referência
senoidal e rejeição de harmônicas da rede. Os resultados de simulação são comprovados
experimentalmente, utilizando um processador digital de sinais para implementação da lei
de controle. Um exemplo de projeto de um controlador não robusto, projetado para um
valor nominal da indutância da rede, é apresentado, mostrando que este controlador leva
à instabilidade para valores de indutância de rede diferentes do nominal, o que reforça
a importância do uso de controladores robustos. Também é apresentada uma análise de
desempenho utilizando a norma H1 para ilustrar o efeito de incertezas paramétricas na
capacidade de rejeição de distúrbios do sistema em malha fechada. Uma extensão para
o controle de inversores trifásicos é realizada. O controlador robusto trifásico é validado
por meio de simulações e resultados experimentais semelhantes aos obtidos para o caso
monofásico, indicando a viabilidade da técnica também para o caso multivariável.