Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents as contributions a design procedure for controllers applied to single-phase uninterruptible power supplies and the certification of the closed-loop stability and performance using linear matrix inequalities. The design procedure takes into account the IEC62040-3 standard to select the components of an internal model principle based controller that guarantees tracking of sinusoidal reference and rejection of disturbances from typical nonlinear loads. It also takes into account the suitability of the controller for implementation in fixed point digital signal processors, including constraints on data representation and transport delay. A discrete linear quadratic regulator is used to ensure to the closed-loop system satisfactory transient responses and steady-state performance. The proposed design procedure is applied to a prototype of the output stage of an uninterruptible power supply, with simulation and experimental results that totally comply with the requirements of the IEC62040-3 standard. Finally, the performance of closed-loop system is certified by means of linear matrix inequalities that allow to determine the capacity of rejection of disturbances under time-varying or time invariant parametric uncertainties, providing new information on limits of performance for this class of systems. / Este trabalho apresenta como contribuições um procedimento de projeto para controladores aplicados a fontes ininterruptas de energia monofásicas e a certificação da estabilidade e do desempenho em malha fechada utilizando desigualdades matriciais lineares. O procedimento de projeto leva em conta a norma IEC62040-3 para a escolha das componentes de um controlador baseado no princípio do modelo interno, que garante rastreamento da referência senoidal e rejeição de distúrbios provenientes de cargas não lineares típicas. Também leva em conta a adequação do controlador à implementação em processadores digitais de ponto fixo, incluindo restrições na representação dos dados e de atraso de transporte. Um regulador linear quadrático discreto é utilizado para garantir ao sistema em malha fechada respostas transitórias e desempenho em regime permanente satisfatórios. O procedimento de projeto proposto é aplicado a um protótipo de estágio de saída de uma fonte ininterrupta de energia, com resultados de simulação e experimentais que atendem completamente às exigências da norma IEC62040-3. Finalmente, o desempenho do sistema em malha fechada é certificado por meio de desigualdades matriciais lineares que permitem determinar a capacidade de rejeição de distúrbios sob incertezas paramétricas variantes no tempo ou invariantes no tempo, fornecendo novas informações sobre limites de desempenho para essa classe de sistemas.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-03-02T11:39:15Z No. of bitstreams: 1 fredericotoledoghetti.pdf: 2816885 bytes, checksum: 98c4c49d919a94d51a94ff86a91c33a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T19:32:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fredericotoledoghetti.pdf: 2816885 bytes, checksum: 98c4c49d919a94d51a94ff86a91c33a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fredericotoledoghetti.pdf: 2816885 bytes, checksum: 98c4c49d919a94d51a94ff86a91c33a1 (MD5) Previous issue date: 2009-05-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / É apresentado, neste trabalho, um estudo sobre topologias alternativas de fontes ininterruptas de energia do tipo Delta, para o emprego em cargas monofásicas de até 1kVA. O estudo prevê a inserção de um conversor CC-CC entre o conversor shunt e o banco de baterias. Tal modificação em relação à UPS do tipo Delta convencional otimiza o projeto do banco de baterias e requisita um menor número de células em série para sua confecção. Além disso, a proposta elimina o uso de transformadores de baixa freqüência, considerados em alguns trabalhos anteriores, o que também contribui para a redução do peso e volume do sistema. Duas diferentes topologias para o conversor CC-CC foram investigadas e comparações de desempenho e viabilidade foram realizadas. A topologia que apresentou melhor desempenho nos quesitos custo, volume e peso, foi selecionada para testes em bancada. Ao final, resultados simulados e práticos são apresentados para validação do modelo. / This dissertation presents a study on single-phase Delta-UPS topological alternatives for low power and low cost applications. The proposed topology has a DC-DC converter connected between the shunt inverter and the battery bank/series converter DC terminals, respectively. This modification will allow the downsizing of the DC battery bank as well as the removing of the series converter transformer. Two different topologies of the DC DC converter were investigated and a comparative study among them will be accomplished. Simulation results are presented and experimental results will be included to validate the proposed study.