Spelling suggestions: "subject:"filtros"" "subject:"filtrosde""
1 |
Controle robusto baseado em desigualdades matriciais lineares aplicado a inversores conectados à rede elétrica / Robust control based on linear matrix inequalities applied to inverters connected to the gridMaccari Junior, Luiz Antonio 24 April 2015 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work provides as a main contribution a procedure to design robust state feedback
current controllers applied to inverters connected to the grid by means of LCL filters,
providing results which comply with performance requirements from the IEEE Standard
1547. First, the plant is modeled in the state space and discretized including a delay
of one sample from the control signal implementation, and including in the augmented
system a set of resonant controllers of arbitrary dimension. The uncertainty on the grid
inductance is modeled, leading to a polytopic description of the augmented system. A
state feedback controller is then used. The gains of this controller are determined by
means of conditions based on linear matrix inequalities, which ensure the location of the
eigenvalues in circular region inside the unit circle for the closed-loop system. The simulation
results with this controller in the time domain and also in the frequency domain
indicate good transient and steady state performances, tracking of sinusoidal reference
and rejection of harmonics from the grid. The simulation results are corroborated experimentally,
using a digital signal processor for the implementation of the control law. An
example of design of a non robust controller, designed for a nominal value of the grid
inductance, is presented, showing that this controller leads to instability for values of grid
inductance different from the nominal, which emphasizes the importance of the use of
robust controllers for this application. Also is presented a performance analysis based
on the H1 norm that illustrates the effect of parametric uncertainties on the closed-loop
disturbance rejection capacity. An extension for the control of three-phase inverters are
presented. The three-phase robust controller is validated by means of simulations and
experimental results similar with the results obtained for the single-phase case. / 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.
|
2 |
Contribuição ao controle de inversores PWM alimentados em tensão conectados à rede através de filtro-LCL / Contribution to the control of voltage source PWM inverters connected to the grid through LCL-filtersGabe, Ivan Jorge 28 March 2008 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This dissertation deals with the design of a robust current control loop applied to voltage source inverters connected to the grid thought LCL-filter used in distributed generation systems. The utilization of the LCL-filter bring the need of damping the characteristic resonance of the filter. Two alternatives are generally considered in the literature. The passive damping, that add a passive element, generally a resistor or a
additional passive element in the filter circuit and the active damping, that introduce a specific controller in the inverter current control loop. The active damping present more flexibility in the implementation and do not present energy losses like passive damping, so is the preferred damping method in high power applications. The main challenge to the damping method is keep the performance and avoid instability and controllers interactions even when impedance variations occur in the grid. In this dissertation, are proposed two control schemes for achieve the active damping of the filter resonance. In the first one, a robust partial state feedback is derived to allocate the poles of the LCL-filter inside the unity ratio circle for a given grid impedance variation. The feedback gains are obtained
by a LMI condition that assure robust pole location in a pre-establish region of the unity ratio circle. In the second method, is proposed a predictive state estimator based on the multirate observers theory. This estimator allow feeding back the estimated stated by the measure of only one state variable. Moreover, the predictive action of the observer, eliminate the time delay of the control loop improving the stability margins of the system.
Experimental results of a setup of 10kW DSP based are presented. / Esta dissertação de mestrado trata do projeto de uma malha de controle de corrente robusta para inversores alimentados em tensão conectados à rede através de filtro-LCL,
utilizados em sistemas de geração distribuída. A utilização do filtro-LCL traz consigo a necessidade do amortecimento adequado da ressonância característica deste filtro. Dois
tipos de amortecimento são apresentados na literatura para solucionar este problema. O amortecimento passivo, que consiste na introdução de um resistor ou filtro passivo adicional no circuito e o amortecimento ativo, que é baseado na introdução de um controlador digital específico na malha de controle de corrente do inversor. O amortecimento ativo,
por apresentar maior flexibilidade de implementação e não apresentar perdas de energia, é o método preferencialmente utilizado. O principal desafio na utilização do amortecimento
ativo é manter um desempenho satisfatório na presença de incertezas na impedância da rede no ponto de conexão. Neste trabalho, são propostas duas técnicas de amortecimento
ativo robusto. Na primeira delas, uma retroação parcial de estados robusta é obtida para alocar os pólos da planta numa região contida no círculo unitário para uma dada faixa de
variação de impedância da rede. Os ganhos da retroação de estados são obtidos a partir de um sistema de desigualdades matriciais lineares (LMI), que garantem alocação robusta
dos pólos do sistema afetado por incertezas paramétricas e por atraso de transporte. No segundo método é proposto um estimador preditivo de estados baseado em observadores
por múltiplas amostras, que permite fazer a retroação de estados estimados a partir da medida de apenas um dos estados da planta. Além disso, elimina o atraso de transporte
da implementação digital aumentando a robustez do sistema. Resultados experimentais de um inversor de 11 kW controlado por um DSP de ponto fixo, conectado à rede com um
filtro-LCL são apresentados para validar as analises desenvolvidas e demonstrar o bom desempenho dos controladores propostos.
|
Page generated in 0.0359 seconds