dc.creator | Koch, Gustavo Guilherme | |
dc.date.accessioned | 2021-04-29T19:50:43Z | |
dc.date.available | 2021-04-29T19:50:43Z | |
dc.date.issued | 2019-12-16 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/20732 | |
dc.description.abstract | This work presents a robust current control for grid-connected converters subject
to uncertain parameters in the grid impedance. Specifically, a voltage source inverter is
connected by means of an LCL filter to a predominantly inductive electrical grid, belonging
to a bounded interval. The grid injected current is controlled by means of a state
feedback strategy capable to ensure, for all the set of grid uncertainties: i) a bound for the
H1 norm of the closed-loop system; ii) the assignment of the closed-loop poles inside the
unit circle; iii) the tracking of sinusoidal references and the rejection of disturbances with
harmonics. Properties i) and ii) are ensured by means of an H1 control design condition
based on linear matrix inqualities. Property iii) is ensured by the use of resonant controllers.
The main contributions of this work are: a) to make an H1 state feedback control
viable for this application by means of a limitation on the control gains and using slack
variables in the design; b) to apply a genetic algorithm to tune the parameters of linear
matrix inequalities of design. An important extension, which is also a contribution of this
work, is to provide a design procedure for a robust state observer also based on linear matrix
inequalities, which allows the implementation of the state feedback H1 control with
a reduced number of sensors. Simulation results, in the time and frequency domains,
indicate the capacity of the closed-loop system to track sinusoidal references and to reject
harmonic disturbances from the grid, besides exhibiting good transient and steady
state performances. Experimental results present good correspondence with the simulation
results, confirming that the proposed design procedures are capable of providing grid
currents in compliance with international standards, allowing the implementation of the
control with a reduced number of sensors, being an alternative for the design of robust
controllers and observers for grid-connected converters. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Conversores conectados à rede | por |
dc.subject | Controle robusto | por |
dc.subject | Controle H∞ | por |
dc.subject | Desigualdades matriciais lineares | por |
dc.subject | Incertezas paramétricas | por |
dc.subject | Observadores de estado | por |
dc.subject | Grid-connected converters | eng |
dc.subject | Robust control | eng |
dc.subject | Linear matrix inequalities | eng |
dc.subject | Parametric uncertainties | eng |
dc.subject | State observers | eng |
dc.subject | H∞ control | eng |
dc.title | Controle robusto H∞ por meio de LMIS aplicado a conversores conectados | por |
dc.title.alternative | H∞ robust control by means of LMIS applied to grid-connected converters | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | Este trabalho apresenta um controle robusto de corrente para conversores conectados à
rede sujeitos a incertezas paramétricas na impedância da rede. Especificamente, um inversor
de fonte de tensão é conectado por meio de um filtro LCL a uma rede elétrica predominantemente
indutiva, com indutância incerta, pertencente a um intervalo limitado.
A corrente injetada na rede é controlada por meio de uma estratégia de realimentação
de estados capaz de garantir, para toda a faixa de incertezas paramétricas: i) um limitante
para a norma H1 do sistema em malha fechada; ii) a alocação dos polos de malha
fechada dentro do círculo de raio unitário; iii) o rastreamento de referências senoidais e a
rejeição de distúrbio com harmônicas. As propriedades i) e ii) são asseguradas por meio
de uma condição de projeto de controle H1 baseado em desigualdades matriciais lineares.
A propriedade iii) é assegurada pelo uso de controladores ressonantes. As principais contribuições
deste trabalho são: a) viabilizar o controle H1 por realimentação de estados
para esta aplicação por meio do uso de limitação dos ganhos do controle e de variáveis
de folga no projeto, b) utilizar um algoritmo genético para sintonizar os parâmetros das
desigualdades matriciais lineares de projeto. Uma extensão importante, que também é
contribuição deste trabalho, é prover um procedimento de projeto de observador robusto
de estados também baseado em desigualdades matriciais lineares, que permite a implementação
do controle H1 por realimentação de estados com número reduzido de sensores.
Resultados de simulação, nos domínios do tempo e da frequência, indicam a capacidade de
o sistema em malha fechada rastrear referências senoidais e rejeitar distúrbios harmônicos
provenientes da rede, além de exibir bom desempenho em transitórios e em regime permanente.
Resultados experimentais apresentam boa correspondência com os resultados de
simulação, confirmando que os procedimentos de projeto propostos são capazes de prover
correntes de rede em conformidade com normas internacionais, inclusive permitindo a
implementação do controle com número reduzido de sensores, sendo uma alternativa para
projeto de controladores e observadores robustos para conversores conectados à rede. | por |
dc.contributor.advisor1 | Montagner, Vinícius Foletto | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1107194715234856 | por |
dc.contributor.referee1 | Gabe, Ivan Jorge | |
dc.contributor.referee2 | Maccari Junior, Luiz Antonio | |
dc.contributor.referee3 | Bisogno, Fábio Ecke | |
dc.contributor.referee4 | Vieira, Rodrigo Padilha | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0158167833162636 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |