Contribuições ao desenvolvimento de técnicas de controle preditivo baseado em modelo para conversores conectados à rede
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Fecha
2024-08-20Primeiro coorientador
Carnielutti, Fernanda de Morais
Primeiro membro da banca
Lima, Daniel Martins
Segundo membro da banca
Grigoletto, Felipe Bovolini
Terceiro membro da banca
Massing, Jorge Rodrigo
Quarto membro da banca
Vieira, Rodrigo Padilha
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
Este documento de tese apresenta contribuições ao projeto e desenvolvimento de técnicas de
controle preditivo baseado em modelo para conversores alimentados em tensão conectados à rede.
Em suma, os algoritmos propostos apresentam baixo peso computacional, o que possibilita elevar
a frequência de amostragem para implementação em processadores digitais. Em virtude disso, a
otimização de elementos passivos de filtros de saída dos respectivos conversores permite reduzir
volume e custo do sistema. O presente documento é constituído por três artigos científicos,
publicados em periódicos internacionais. No Artigo 1, é proposto um algoritmo de controle
preditivo baseado em modelo considerando a implementação de um único vetor a cada período
de amostragem. Nesta abordagem, a modelagem do sistema é representada no sistema de coordenadas
das tensões de linha do conversor, cujos vetores assumem valores inteiros, possibilitando a
busca do vetor mais próximo através do arredondamento da referência. Para isso, restrições são
consideradas de forma a garantir a comutação somente entre níveis adjacentes nas tensões de fase
do conversor. Já no Artigo 2, apresenta-se um algoritmo com implementação de uma sequência
de comutação durante um período de amostragem. Nesse trabalho, considera-se a solução de um
problema de otimização sem restrições, visando a identificação do setor no diagrama vetorial
onde o vetor de referência se localiza. Para os vetores pertencentes ao setor determinado, são
calculadas as respectivas razões cíclicas, por meio das condições de Karush-Kuhn-Tucker, tanto
para operação do conversor na região linear quanto em sobremodulação. O Artigo 3 apresenta
técnicas para a compensação de tempo morto dos dispositivos semicondutores para algoritmos
de controle preditivo baseado em modelo utilizando uma sequência de comutação, visando o
incremento do desempenho em regime permanente. Para isso, propõe-se a predição das correntes
do lado do conversor durante o período de comutação, de modo a identificar a ocorrência de tempo
morto e compensá-lo de forma apropriada. Resultados de simulação em tempo real baseados em
Controller Hardware-in-the-Loop são apresentados, comparando-se as técnicas propostas com
algoritmos similares encontrados na literatura. Por fim, resultados experimentais demonstram o
desempenho satisfatório dos algoritmos de controle preditivo baseado em modelo e técnicas de
compensação de tempo morto propostos.
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