Realimentação Parcial de Estados Baseada em LMIs para Controle Robusto de Conversores Conectados à Rede

Authors

  • Lucas C. Borin Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil
  • Caio R. D. Osório Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil
  • Gustavo G. Koch Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil
  • Ricardo C. L. F. Oliveira Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, Campinas, SP, Brasil
  • Vinícius F Montagner Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2021.4.0011

Keywords:

Controle Robusto, Conversor Conectado à Rede, Desigualdades Matriciais Lineares, Mata-heurística, Realimentação parcial de estados

Abstract

Este trabalho propõe um procedimento para obter ganhos robustos de realimentação parcial de estados para controle das correntes de conversores conectados à rede com incertezas paramétricas. Controladores por realimentação parcial de estados permitem diminuir o número de sensores, produzindo respostas de boa qualidade com menor custo de implementação. Neste cenário, condições de projeto baseadas em LMIs podem fornecer resultados conservadores devido a restrições de estrutura (e.g., diagonal) que devem ser impostas nas variáveis de otimização. Em contrapartida, LMIs de análise são menos conservadoras e podem prover um certificado de estabilidade robusta do sistema em malha fechada de forma eficiente para um dado controlador. Como contribuição, é proposto aqui um procedimento de projeto para encontrar ganhos de realimentação parcial de estados otimizados, combinando uma meta-heurística com uma LMI de análise, para prover uma garantia teórica de estabilidade. Um estudo de caso mostra a vantagem da proposta em relação a LMIs de síntese para obter ganhos de realimentação parcial de estados. Resultados em tempo real mostram a superioridade do controlador proposto quando comparado a um controlador proporcional-integral da literatura. Resultados experimentais em protótipo de padrão industrial confirmam a viabilidade prática da proposta, com respostas em conformidade com a norma IEEE 1547.

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Author Biographies

Lucas C. Borin, Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

possui graduação em Engenharia de Computação (2018) e mestrado em Engenharia Elétrica (2020) pela Universidade Federal de Santa Maria, onde atualmente realiza o doutorado em Engenharia Elétrica, atuando junto ao Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Suas áreas de interesse incluem algoritmos de otimização, controle robusto e controle aplicado em eletrônica de potência.

Caio R. D. Osório, Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

atua como engenheiro de aplicações na empresa Typhoon HIL, Sérvia. Possui graduação (2015), mestrado (2017) e doutorado (2021) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria, atuando junto ao Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Foi pesquisador visitante (doutorado sanduíche) no Laboratory for Electrical Energy Management Unified Research (LEMUR), na Universidad de Oviedo, Espanha, e realizou Estágio Curricular de Graduação junto ao Fraunhofer Institute - IZM, em Berlim, Alemanha. Seus interesses de pesquisa incluem controle aplicado, eletrônica de potência, controladores robustos e análise de estabilidade.

Gustavo G. Koch, Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil

possui graduação (2013), mestrado (2015) e doutorado (2019) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, atuando junto ao Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Atualmente realiza estágio de Pós-doutorado na mesma instituição, e é Professor Substituto do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Seus interesses de pesquisa incluem controle robusto e teoria de controle aplicado.

Ricardo C. L. F. Oliveira, Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, Campinas, SP, Brasil

é engenheiro de computação (2001) pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná, mestre (2003) e doutor (2006) em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Campinas, Campinas, Brasil. Atualmente é professor desta instituição. Suas áreas de interesse incluem análise de estabilidade e projeto de controladores para sistemas incertos.

Vinícius F Montagner, Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

é engenheiro eletricista (1996) e mestre (2000) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria, e doutor (2005) pela Universidade Estadual de Campinas. Atualmente é professor da Universidade Federal de Santa Maria. Seus interesses de pesquisa incluem controle robusto e aplicações de controle em eletrônica de potência.

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2021-12-31

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[1]
L. C. Borin, C. R. D. Osório, G. G. Koch, R. C. L. F. Oliveira, and V. F. Montagner, “Realimentação Parcial de Estados Baseada em LMIs para Controle Robusto de Conversores Conectados à Rede”, Eletrônica de Potência, vol. 26, no. 4, pp. 369–378, Dec. 2021.

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Vol. 26 No. 4 (2021)

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Copyright (c) 2021 Revista Eletrônica de Potência

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