Procedimento de projeto de controladores robustos para conversores de potência por meio de otimização por enxame de partículas
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Data
2020-02-18Primeiro membro da banca
Bisogno, Fabio Ecke
Segundo membro da banca
Dupont, Fabricio Hoff
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Esta dissertação fornece como contribuição um procedimento de projeto, baseado
em otimização por enxame de partículas e no Teorema de Kharitonov, para obter ganhos
fixos de controladores robustos para conversores de potência com incertezas paramétricas.
Primeiramente, um modelo em função de transferência do conversor com incertezas
paramétricas é utilizado e incluído em um modelo politópico. Na sequência, a função de
transferência do controlador é escolhida, e seus coeficientes fixos são considerados como as
variáveis de decisão de um problema de otimização. Uma função objetivo é então utilizada
para mapear cada vetor de coeficientes do controlador em um valor real positivo, considerando
os critérios margem de fase, frequência de cruzamento, margem de ganho, máximo
sobressinal, erro de regime permanente e amplitude do sinal de controle, para os vértices
do modelo politópico. Um fator de penalização baseado no Teorema de Kharitonov é incluído
na função objetivo. Um espaço de busca dos coeficientes do controlador é definido
de forma sistemática como um hiper-retângulo, a partir da positividade dos coeficientes
do polinômio característico, e o algoritmo de otimização por enxame de partículas é então
empregado para buscar o vetor de coeficientes do controlador que minimiza a função objetivo.
Para comprovar a capacidade de encontrar controladores robustos para aplicações
em eletrônica de potência, o procedimento proposto é utilizado para obtenção de controladores
PIDs para um conversor Buck e de controladores PIs para um motor síncrono de
ímãs permanentes, garantindo boa regulação das variáveis de saída em ambas as aplicações.
Resultados experimentais para o motor síncrono de ímãs permanentes confirmam a
viabilidade prática do procedimento proposto, com desempenho superior em comparação
com ganhos obtidos por uma função especializada em projeto de PIDs. O procedimento
proposto pode ser considerado uma alternativa a métodos analíticos e a projetos por tentativa
e erro, permitindo reduzir o tempo demandado em interação homem-máquina para
projetar controladores que atendam a múltiplos objetivos e restrições de ordem prática.
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