Controlador Híbrido Robusto PI-LQG Para Melhoria da Performance do STATCOM

P. Robson M. Costa; Marcus R. de Castro; Isaac R. Machado; Vandilberto P. Pinto

doi:10.18618/REP.2020.1.0006

Authors

P. Robson M. Costa Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Ceará, Campus Sobral, Sobral - CE, Brasil
Marcus R. de Castro Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Ceará, Campus Sobral, Sobral - CE, Brasil
Isaac R. Machado Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Ceará, Campus Sobral, Sobral - CE, Brasil
Vandilberto P. Pinto Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Ceará, Campus Sobral, Sobral - CE, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2020.1.0006

Keywords:

Filtro de Kalman, LQG, LQR, PI, STATCOM

Abstract

Este trabalho propõe uma técnica de controle híbrida Proporcional Integral - Linear Quadratic Gaussian (PI-LQG) para o Static Synchronous Compensator (STATCOM). Na técnica proposta, adiciona-se o filtro de Kalman ao controlador Linear Quadratic Regulator (LQR) com ação integral, formando o controlador LQG, tal combinação torna o sistema mais robusto e menos suscetível a ruídos de processo e de medição. Ao se utilizar um controlador híbrido, as matrizes de ponderação para projetar os ganhos do controlador LQR e do filtro de Kalman são de menor ordem, facilitando a sintonia dos controladores. Para a validação da técnica proposta, são utilizadas duas técnicas de controle para comparação: PI tradicional e PI-LQR com ação integral. Os resultados são obtidos via simulação, no software PSIM, e experimentalmente.

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Author Biographies

P. Robson M. Costa, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Ceará, Campus Sobral, Sobral - CE, Brasil

nascido em 05/06/1994 em Guaraciaba do Norte-CE, é engenheiro eletricista (2016) pela Universidade Federal do Ceará (UFC), especialista em Engenharia Industrial (2017) pela Universidade Ateneu e mestre em Engenharia Elétrica e de Computação pela UFC (2019).

Atualmente, é professor substituto no curso de engenharia elétrica na Universidade Federal do Ceará, campus Sobral. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, sistemas fotovoltaicos, processamento digital de sinais, acionamentos de máquinas elétricas, filtros ativos e FACTS.

Marcus R. de Castro, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Ceará, Campus Sobral, Sobral - CE, Brasil

nascido em 18/05/1973 em Fortaleza-CE, é engenheiro eletricista (2000), mestre (2004) pela Universidade Federal do Ceará e doutor em engenharia elétrica (2010) pela Université de Reims Champagne-Ardenne.

Atualmente é professor associado da Universidade Federal do Ceará, campus Sobral. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, qualidade do processamento da energia elétrica, sistemas de controle eletrônicos e acionamentos de máquinas elétricas.

Isaac R. Machado, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Ceará, Campus Sobral, Sobral - CE, Brasil

nascido em 27/03/1982 em Parnaíba-PI, obteve título de engenheiro eletricista pela Universidade
Federal do Ceará (UFC) em 2004. É mestre e doutor em engenharia elétrica pela UFC (2007) e COPPE/UFRJ (2013), respectivamente.

Atualmente é professor adjunto do curso de engenharia elétrica da UFC e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação (PPGEEC/UFC), na cidade de Sobral-CE. Tem experiência na área de eletrônica de potência aplicada a sistemas de potência, atuando principalmente nos seguintes temas: processamento de energia, acionamentos de máquinas elétricas, fontes renováveis de energia (solar, eólica e ondas), filtros ativos e FACTS.

Vandilberto P. Pinto, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Ceará, Campus Sobral, Sobral - CE, Brasil

nascido em 28/07/1977 em Fortaleza-CE. Possui graduação em Matemática pela Universidade Federal do Ceará (2001), formação técnica pelo Centro Federal de Educação Tecnológica do Ceará no curso de Telecomunicações (1998), Mestrado (2007) e Doutorado (2012) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Ceará. Realizou o estágio de Pós-doutorado no Instituto Tecnológico de Aeronáutica-ITA (2017).

Atualmente é professor Adjunto IV do curso de Engenharia Elétrica e do Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e Computação da UFC (PPGEEC-UFC) da Universidade Federal do Ceará no campus de Sobral. Tem experiência em sistemas de potência, fontes alternativas, controle e automação industrial, controle de sistemas eólicos, robótica, otimização e teoria de controle. Atuando principalmente nos seguintes temas: controle ótimo e robusto, estimação, filtro de Kalman, inteligência artificial (IA), restrições tipo desigualdades matricial linear (LMI), sistemas eólicos, Robótica Móvel e detecção e diagnóstico de falhas em sistemas dinâmicos.