Made available in DSpace on 2015-03-03T15:07:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcusVAF.pdf: 586875 bytes, checksum: a12bd0bbfec29a70ab1bd62b33fc064d (MD5) Previous issue date: 2008-10-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Resumo / Nesta disserta??o de mestrado ? apresentada uma aplica??o do Controlador Adaptativo por Modelo de Refer?ncia e Estrutura Vari?vel em um Gerador S?ncrono conectado a um barramento infinito, para o controle do ?ngulo de carga e fluxo de campo deste gerador. Uma teoria de desacoplamento ? usada no modelo do Gerador S?ncrono para se obter dois subsistemas, onde o ?ngulo de carga e o fluxo de campo podem ser controlados independentemente. A avalia??o da estrat?gia de controle proposta ser? realizada atrav?s de simula??es para o modelo desacoplado do Gerador S?ncrono. Tamb?m ser? feita uma compara??o com os controladores Proporcional Derivativo aplicado ao Gerador S?ncrono desacoplado e Proporcional Integrativo Derivativo aplicado ao Gerador S?ncrono acoplado, sendo este ?ltimo, o sistema vigente hoje no Brasil. Os resultados das simula??es comprovar?o a efici?ncia e robustez desta estrat?gia de controle

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-13T19:12:08Z No. of bitstreams: 1 FranciscoDasChagasDaSilvaJunior_TESE.pdf: 12071942 bytes, checksum: d85f48da1e07b1c67fd7d5ed15a593f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-14T21:11:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FranciscoDasChagasDaSilvaJunior_TESE.pdf: 12071942 bytes, checksum: d85f48da1e07b1c67fd7d5ed15a593f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-14T21:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoDasChagasDaSilvaJunior_TESE.pdf: 12071942 bytes, checksum: d85f48da1e07b1c67fd7d5ed15a593f5 (MD5) Previous issue date: 2017-02-03 / Este trabalho aborda o problema de projeto de controladores adaptativos por posicionamento de polos para plantas incertas, monovari?veis, lineares e invariantes no tempo (LTI), tanto de fase m?nima como de fase n?o m?nima. No primeiro esquema apresentado, denominado Controle Adaptativo por Posicionamento de Polos e Estrutura Vari?vel (VS-APPC), os par?metros do controlador s?o calculados a cada instante de tempo a partir das estimativas dos par?metros da planta, que s?o geradas por leis chaveadas baseadas na teoria dos Sistemas com Estrutura Vari?vel (VSS), e de um polin?mio caracter?stico, escolhido com base em especifica??es de desempenho e que define a posi??o desejada para os polos de malha fechada. O segundo esquema, denominado Controle Adaptativo Intervalar por Posicionamento de Polos e Estrutura Vari?vel (IVS-APPC), ? projetado para plantas intervalares, ou seja, plantas cujos par?metros s?o desconhecidos mas limitados a intervalos conhecidos, que s?o comuns em situa??es pr?ticas onde muitas vezes os modelos de sistemas LTI tratados s?o na verdade aproxima??es de sistemas n?o-lineares, por exemplo, o que pode resultar em incertezas param?tricas significativas para os sistemas de controle. No projeto do IVS-APPC, os par?metros do controlador s?o calculados da mesma forma que no caso do VS-APPC, mas devem estar contidos em intervalos previamente calculados por um algoritmo de otimiza??o que busca solucionar um problema de Programa??o N?o-Linear, de forma a garantir que os polos de malha fechada permane?am em uma regi?o convexa definida pelas ra?zes de um polin?mio caracter?stico intervalar, cuja estabilidade ? garantida pelo Teorema de Kharitonov. A principal motiva??o deste trabalho ? a aplica??o dos esquemas propostos a plantas de fase n?o m?nima, j? que a abordagem de controle conhecida como Controle Adaptativo por Modelo de Refer?ncia e Estrutura Vari?vel (VS-MRAC), que tem apresentado ao longos dos ?ltimos anos resultados satisfat?rios de desempenho e robustez, ? restrita a plantas de fase m?nima. Resultados de simula??o s?o apresentados para ilustrar as propriedades dos esquemas propostos, como por exemplo transit?rio r?pido, sinal de controle suave sem filtragem e robustez a varia??es param?tricas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This Thesis deals with the development of a novel robust model reference adaptive controller (RMRAC), in discrete-time applied to grid-connected systems using LCL filter. This controller uses a modified robust parameters identifier based on a recursive least-squares algorithm. Two control structures are analyzed: state feedback approach and input-output approach. The robust stability analysis of the controller is presented including unmodeled dynamics. Thus, through these analyses, constraints design, in discrete-time, are obtained. For the validation of the proposed control algorithm, simulation and experimental results of a grid-connected power converter with LCL-filter, with current control, are presented. / Esta Tese de Doutorado apresenta o desenvolvimento de um novo controlador adaptativo por modelo de referência, totalmente desenvolvido em tempo discreto, aplicado a sistemas conectados à rede de energia elétrica empregando filtro LCL. Este controlador utiliza um identificador de parâmetros modificado robusto baseado no método dos mínimos quadrados recursivos. Em relação à estrutura do controlador, a abordagem por realimentação de estados e a abordagem entrada-saída são utilizadas. A análise de estabilidade robusta do controlador é apresentada incluindo dinâmicas não-modeladas. Por meio destas análises, restrições de projeto (em tempo discreto) são obtidas. Para a validação do algoritmo proposto, resultados de simulação e experimentais do sistema de controle de corrente em um conversor conectado à rede de energia elétrica com filtro LCL são apresentados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents the development of an alternating current power source with a single-phase full bridge voltage inverter, based on electronic switches. The source is designed to drive electromechanical and electric plants. The prototype is designed with 1kVA nominal power and is able to generate sinusoidal waveforms up to 2kHz. The inverter operates at the switching frequency of 50kHz. A robust model reference adaptive controller is designed and implemented to adjust the output voltage of the source. Additionally, the elements of the source and the system for measuring the electrical parameters are presented. A digital signal controller is used to control and generate signals with pulse width modulation. The discretization of the control system is performed using the delta operator. Finally, experimental results and analysis of the closed loop system are presented. Based on these results, the experimental performance of the designed source and the proposed control system are examined. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma fonte de potência de corrente alternada com um inversor de tensão em ponte completa monofásico, composto por interruptores eletrônicos. Esta fonte é concebida para o acionamento de plantas elétricas e eletromecânicas. O protótipo projetado tem uma potência nominal de 1kVA e é capaz de gerar formas de onda senoidais de até 2kHz. O inversor opera em uma frequência de comutação de 50kHz. Um controlador adaptativo robusto por modelo de referência é projetado e implementado para ajuste da tensão de saída da fonte. Adicionalmente, são apresentados os elementos da fonte e o sistema de medição das variáveis elétricas. Um processador digital de sinais é utilizado para controle e geração de sinais com modulação por largura de pulso. A discretização do sistema de controle é realizada por meio do operador delta. Por fim, são apresentados resultados experimentais e análise do sistema em malha fechada. A partir destes resultados, averiguou-se o desempenho experimental da fonte projetada e do sistema de controle proposto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work proposes two vector control schemes for permanent magnet synchronous motors. They are destined to speed and position control, respectively, and are based on a control law called VS-RMRAC. Not being yet applied to the electric machines control, the VS-RMRAC control law presents robustness features that are potentially advantageous from the point of view of the closed loop PMSM dynamics. It also presents well established design and robust stability conditions, which makes its digital implementation easier. Both control structures are described and its respective design methods are presented. From simulation results, the behavior and performance of both structures are analyzed in face of load disturbances and parameter uncertainties. The speed control scheme and its simulation results are validated experimentally. This scheme is digitally implemented with fixed-point arithmetic using a TMS320F2812 DSP. Both schemes with its potentialities and limitations are then discussed. / Este trabalho propõe duas estratégias de controle vetorial para motores síncronos a ímãs permanentes (MSIP s). Destinam-se ao controle de velocidade e de posição, respectivamente, e são baseados em uma lei de controle chamada VS-RMRAC. Não tendo sido aplicado ainda ao controle de máquinas elétricas, a lei de controle VS-RMRAC apresenta características de robustez que são potencialmente vantajosas do ponto de vista da dinâmica em malha fechada de MSIP s. Também apresenta condições de projeto e estabilidade robusta bem estabelecidas para o tempo discreto, o que facilita sua implementação digital. Ambas as estruturas de controle são descritas e suas respectivas metodologias de projeto são apresentadas. A partir de resultados de simulação, o comportamento e desempenho de ambas são analisados frente a perturbações de carga e incertezas paramétricas. O esquema de controle de velocidade e seus resultados de simulação são validados experimentalmente. Este esquema é implementado digitalmente com aritmética de ponto fixo utilizando DSP TMS320F2812. As potencialidades e limitações de ambos os esquemas são, por fim, discutidos.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:07:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IsacCJ_DISSERT.pdf: 1949059 bytes, checksum: dd9548aaca6ef14a8a29ea281a293986 (MD5) Previous issue date: 2012-06-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The robustness and performance of the Variable Structure Adaptive Pole Placement Controller are evaluated in this work, where this controller is applied to control a synchronous generator connected to an infinite bus. The evaluation of the robustness of this controller will be accomplished through simulations, where the control algorithm was subjected to adverse conditions, such as: disturbances, parametric variations and unmodeled dynamic. It was also made a comparison of this control strategy with another one, using classic controllers. In the simulations, it is used a coupled model of the synchronous generator which variables have a high degree of coupling, in other words, if there is a change in the input variables of the generator, it will change all outputs simultaneously. The simulation results show which control strategy performs better and is more robust to disturbances, parametric variations and unmodeled dynamics for the control of Synchronous Generator / A robustez e o desempenho do Controlador Adaptativo por Posicionamento de Polos e Estrutura Variavel s?o avaliados neste trabalho, onde este controlador e aplicado para o controle de um Gerador Sncrono conectado a um barramento infi- nito. A avaliac?o da robustez deste controlador sera realizada atraves de simulac?es, onde o algoritmo de controle foi submetido a condic?es adversas, tais como: perturba c?es, variac?es parametricas e din?mica n?o modelada. Tambem foi feita uma comparac?o desta estrategia de controle, com outra utilizando controladores classicos. Nas simulac?es, e utilizado o modelo acoplado do gerador sncrono, onde suas variaveis apresentam um alto grau de acoplamento, ou seja, se houver alterac?o em uma das variaveis de entrada do gerador todas as suas sadas ser?oo alteradas simultaneamente. Os resultados das simulac?es demonstram qual estrategia de controle apresenta melhor desempenho, e e mais robusta a perturbac?es, variac?es parametricas e din?mica n?o modelada para o controle do Gerador S?ncrono

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the development of a novel digital acceleration controller for sinusoidal vibration tests using switching-mode AC power source (ACPS) fed electrodynamic vibration machines. The proposed scheme is based on the interaction of two control loops: one for the shaker's acceleration regulation and another for the ACPS output voltage control. A robust model reference adaptive algorithm (RMRAC) is used in the voltage control loop. To reduce the effects caused by the plant's parameters variations as well harmonic vibrations and resonances of the test specimen, the acceleration feedback controller is augmented with a feedforward and a robust controller. Experimental results show that the proposed system is capable to achieve excellent acceleration reference tracking performance and robustness in the closed loop control from 20 Hz to 200 Hz. Investigations shall be performed to evaluate the response of this scheme when controlling vibrations as fast as 2000 Hz. A specific instrumentation system has been developed to feedback the electrodynamic vibration machine's acceleration. The proposed solution employs piezoelectric accelerometers, voltage mode preamplifiers, circuit for signal conditioning, analog to digital conversion and filtering. A study concerning the commonly used vibration measurement techniques and the design procedure, simulation, implementation and experimental results are described in detail. / Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo tipo de controlador digital de aceleração para ensaios com vibrações senoidais em máquinas de vibra ção eletrodinâmicas supridas por fontes de potência CA com comutação. O esquema proposto é baseado na interação entre duas malhas de controle: uma para regulação de aceleração da máquina de vibração e outra para ajuste da tensão de saída da fonte de potência CA. Um algoritmo adaptativo robusto por modelo de referência (RMRAC) é utilizado na malha de controle de tensão. Os efeitos de variações paramétricas existentes na planta bem como de vibrações harmônicas e ressonâncias do objeto ensaiado são minimizados com o uso de um controlador feedforward e um controlador feedforward robusto na malha de aceleração. Resultados experimentais demonstram que o sistema proposto é capaz de garantir excelente rastreamento da aceleração de referência e robustez em malha fechada entre 20 Hz e 200 Hz, necessitando ainda de investigação para controle de vibrações tão rápidas quanto 2000 Hz. A realimentação da aceleração da máquina é realizada com o desenvolvimento de uma instrumentação adequada a esse fim. A solução proposta utiliza acelerômetros piezoelétricos, pré-amplificadores modo tensão, circuito para condicionamento de sinais, conversão analógico-digital e filtragem. Um estudo sobre as principais técnicas utilizadas em medições de vibrações bem como a metodologia de projeto, simulação, implementação e testes experimentais são descritos detalhadamente.