[EN] The bidirectional DC-DC converters are being used more frequently in electric power systems. Bidirectional converters allows the incorporation of alternative and renewable energy sources at different voltage levels, by means of new power systems architectures now distributed not only centralized. The converters control is defined by function within the system, especially when there are large differences in voltage levels. It is desirable that the converter provide galvanic isolation, control current and / or voltage at one or both buses, and in some cases provide multi-port bidirectional conversion. One of the topologies with high power density is the single phase Dual Active Bridge (DAB). This thesis presents a study of a single phase DAB phase shifting controlled to meet the requirements of a bidirectional DC-DC converter for storage, parallel operation capability, high power density and fast dynamic response. The modularity of the DAB and the parallel operation arises from the conception of a control loop of Average Current Control (ACC), a double loop that controls the voltage and current of the high voltage side or controls the current and voltage at low voltage side. The dynamic response of a DAB to load steps are improved by means of a feedforward technique based on load current, an additional load-current feedforward control loop. An analytical study of the load-current feed-forward on DAB is presented and validated by means of both simulations and experimental results. The DAB topology exhibits a high input and output AC current ripple, especially at low voltage side. This thesis studies parallel connection by interleaving an average current control, based on two or more modules DAB operated synchronously but shifted in phase, in order to reduce the AC current and the capacitors size. The design has been validated by means of the implementation and testing on a 1 kW DAB converter at a switching frequency of 100 kHz. / [ES] Los convertidores DC-DC bidireccionales se están utilizando con mayor frecuencia en los sistemas de potencia eléctrica. Sus características permiten la incorporación de fuentes de energías alternativas y renovables de diferentes niveles de tensión, así como la propuesta de nuevas arquitecturas ahora distribuidas y no sólo centralizadas en los sistemas de potencia. El control de estos convertidores se realiza según su función dentro del sistema, en especial cuando hay grandes diferencias en los niveles de tensión. Es deseable que el convertidor ofrezca aislamiento galvánico, pueda tener funciones de control de corriente y/o de tensión en uno o en ambos puertos de conexión, y otros incluso tener más de dos puertos de intercambio de potencia eléctrica. Una de las topologías que ofrece la mejor densidad de potencia es la versión monofásica del puente activo dual DAB, de sus siglas del inglés "Dual Active Bridge". Se estudia en esta tesis doctoral un DAB monofásico con control por desplazamiento de fase para satisfacer los requerimientos de un convertidor DC-DC bidireccional con fines de almacenamiento, capacidad de operación en paralelo, alta densidad de potencia y rápida respuesta dinámica. La modularidad del DAB para operación en paralelo se plantea desde la concepción de un lazo de control de la corriente promedio ACC (Average Current Control), un lazo doble que controla la tensión y la corriente del lado de alta tensión ó controla la corriente y la tensión del lado de baja tensión. Para mejorar la dinámica del DAB se incluyó el análisis de una técnica de prealimentación basada en la inyección de la corriente de carga, load current feedforward. Esta mejora brinda una respuesta rápida ante variaciones de la carga. Un inconveniente que presenta el DAB por desplazamiento de fase es el alto rizado en las corrientes en los puertos de entrada y salida, especialmente en el lado de baja tensión. Se estudia para reducir este rizado el interleaving (entrelazado) con control de corriente media, basado en la conexión de dos o más módulos DAB en paralelo con disparos desfasados, logrando reducir el tamaño de los filtros. El diseño se ha validado mediante la construcción y experimentación en dos prototipos de potencia nominal de 1 kW con una frecuencia de conmutación de 100 kHz. / [CA] Els convertidors DC/DC bidireccionals s'estan emprant amb major freqüència en els sistemes de potencia elèctrica. Les seues característiques permeten la incorporació de fonts d'energia alternatives i renovables de diferents nivells de tensió. També es permet la implementació en els sistemes de potència de les noves arquitectures distribuïdes i no només arquitectures centralitzades. El control d'aquests convertidors es realitza segons la seua funció dins del sistema, especialment quan hi ha grans diferències en els nivells de tensió. Es desitjable que el convertidor oferisca aïllament galvànic. A més pot tindre funcions de control de corrent i/o de tensió en un o ambdós ports de connexió. Altres convertidors poden tindre més de dos ports d'intercanvi de potència. Una de les topologies que proporciona la millor densitat de potència es la versió monofàsica del pont actiu dual DAB, de les seues sigles en anglès Dual Active Bridge. S'estudia en esta tesi doctoral un DAB monofàsic amb control per desplaçament de la fase per satisfer els requeriments d'un convertidor DC-DC bidireccional amb fins de emmagatzemament, capacitat d'operació en paral·lel, alta densitat de potència i ràpida resposta dinàmica. La modularitat del DAB per l'operació en paral·lel es planteja des de la concepció d'un llaç de control de la corrent mitjana ACC (Average Current Control), un llaç doble que controla la tensió i la corrent del costat d'alta tensió o controla la corrent i la tensió del costat de baixa tensió. Per millorar la dinàmica del DAB es va incloure l'anàlisi dúna tècnicade prealimentació basada en la injecció de la corrent de càrrega, LCFF (Load Current FeedForward). Esta millora brinda una resposta ràpida davant de variacions de la càrrega. Un inconvenient que presenta el DAB amb control per desplaçament de fase es l'alt arrissat de les corrents en els ports déntrada i eixida, especialment al costat de baixa tensió S'estudia per a reduir este arrissat l'entrellaçat (interleaving) de les corrents d'eixida amb la connexió dos o més modules DAB en paral·lel, aconseguint reduir la mida dels filtres. El disseny s'ha validat mitjançant la construcció i l'experimentació en dos prototips de potència nominal de 1 kW amb una freqüència de commutació de 100 kHz. / Guacaneme Moreno, JA. (2016). Control de puentes activos duales (DABs) en sistemas bidireccionales de alimentación con alta densidad de potencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61627

1.1 Objectius de la tesi.En els últims anys el control del parell i de la velocitat del motor d'inducció ha estat llargament estudiat. Un cop s'ha considerat que les prestacions dinàmiques assolibles eren ja suficientment satisfactòries, els diferents investigadors han reorientat els seus esforços cap a altres enfocs relacionats, ja no únicament amb el MI estrictament parlant, sinó amb tot el sistema que constitueix l'accionament amb si mateix.L'objectiu principal d'aquesta tesi és posar en evidència, l'existència d'unes idealitzacions i limitacions dels controls tradicionals de parell i velocitat del motor d'inducció (bàsicament del Control Vectorial i del DTC), així com a proposar mètodes i algorismes alternatius que superin a les mateixes.1.2 Estructura i contingutEl Capítol 1 conté una introducció al treball.El segon capítol Modelització del motor d'inducció, presenta les principals tècniques i equacions, que porten a descriure d'una forma dinàmica al MI.El tercer capítol, Control de parell i velocitat del MI, es descriuen els Control Vectorial i el Control Directe de Parell (DTC), ja que són els més estudiats en la literatura.El quart capítol, Estudi dels bucles de corrent, tracta més en profunditat una de les limitacions que presenta el Control Vectorial, l'estudi de les interaccions que hi ha entre els dos llaços de regulació de les intensitats de l'estator (la seva component directa i en quadratura).En el cinquè capítol, OSVPWM (Optimized Space Vector PWM), es presenta un estudi detallat dels diferents mètodes d'ondulació (DC/AC) que existeixen. D'entre tots aquests, s'estudia amb molt més deteniment el Space Vector PWM (SVPWM), aportant un nou algorisme d'implementació del mateix (optimitzat per DSP's), així com posant en evidència la negativa influència dels temps morts sobre el mateix.El sisè capítol presenta l'ODTC (Optimized Direct Torque Control), com a resum de tots els capítols anteriors.1.3 Aportacions d'aquesta tesi.En la modelització matemàtica del Motor d'Inducció, s'ha arribat a la formulació d'una equació genèrica, que engloba totes les possibles referències, i totes les definicions d'intensitats magnetitzants.En l'estudi del DTC s'ha presentat una nova taula de commutació, que permet disminuir l'excessiu arrissat de parell que presenta la taula de commutació tradicional.En l'estudi del SVPWM s'ha presentat una nova formulació molt més apta per a la seva implementació en DSP (Digital Signal Processor). Igualment, s'ha posat en evidència la important influència dels temps morts dels interruptors, en la THD (Tasa de Distorsió Harmònica) de l'ona de tensió de sortida de l'ondulador proposant un algorisme de compensació (OSVPWM).S'ha proposat un nou algorisme de control del parell del MI, incorporant les prestacions del DTC en règim transitori (ràpida resposta del parell), i les prestacions del Control Vectorial en règim permanent (petit arrissat de parell), amb la incorporació de l'OSVPWM com a estratègia de modulació.Finalment destacar, l'aportació d'un equip experimental basat en DSP, de disseny molt versàtil i robust, i que incorpora tota una sèrie d'eines de desenvolupament que el fan molt útil per a l'experimentació de noves lleis de control, referides principalment al motor d'inducció, però que també s'ha demostrat eficient alhora de treballar amb altres plantes com és el cas dels SAI's (Sistemes d'Alimentació Ininterrompuda).1.4 Futures línies de recerca.Seguir treballant en l'estudi del OSVPM, però en el cas de la sobremodulació, és a dir, quan la tensió de consigna superi o surti fora dels rangs d'aplicabilitat del mateix.Amb l'obtenció de l'equació que ens permet estimar l'arrissat màxim de parell, associat al conjunt motor-ondulador, estudiar el disseny de controladors per histèresi de banda d'histèresi variable (funció de l'estat de l'accionament).Finalment destacar, que amb el constant augment de la potència de càlcul dels DSP, les possibilitats de noves lleis de control del MI ("fuzzy logic" i "passivity control") són cada dia més possibles, i per tant s'han convertit en una línia de treball molt interessant.

La publicación es una guía teórica y práctica para el aprendizaje de la metodología de programación y diseño de aplicaciones con sistemas embebidos de 8 bits de CPU, específicamente tomando como modelo el microcontrolador PIC18F4550 de la marca Microchip®. El libro trata de enfocar aquellos aspectos que son de suma importancia conocer para el diseño y desarrollo de hardware basado en sistemas embebidos: entender la arquitectura del microcontrolador, conocer las herramientas de desarrollo disponibles en el mercado y la Internet para el diseño de firmware, dominio del lenguaje ensamblador y dominio de un lenguaje de alto nivel como el ANSI C. También se busca explicar el funcionamiento de los módulos periféricos internos del microcontrolador y presentar ejemplos de diseño de hardware y firmware de diversas aplicaciones reales. Escanear este código con tu smartphone Sergio Salas, ingeniero electrónico y autor de esta publicación, propone el uso de dos herramientas de aprendizaje: el hardware PIC18F4550, sobre el cual se presentan diversas aplicaciones reales de diseño electrónico digital, las cuales el lector las puede tomar como referencia para implementarlas en un proyecto personal similar u otro más grande o simplemente para verificar su funcionamiento. La segunda herramienta a utilizarse es el software MPLAB X IDE de la marca Microchip® que es la interfaz de desarrollo de firmware.