Controladores PID com desempenho otimizado aplicados a conversores boost com incertezas paramétricas na carga

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2024.1.0031

Keywords:

Controladores PIDs, conversores boost, otimização por enxame de partículas, incertezas paramétricas, robustez

Abstract

A principal motivação para este trabalho é a possibilidade de melhorar o projeto de controladores proporcionais-integrais-derivativos aplicado ao conversor boost, com incertezas paramétricas na carga, por meio de meta-heurísticas. Neste sentido, propõe-se aqui um novo procedimento para sintonia automática off-line destes controladores aplicados à regulação de tensão de conversores CC-CC do tipo boost com carga pertencente a um intervalo de incertezas. Um algoritmo de otimização por enxame de partículas é utilizado para evoluir os ganhos do controlador de forma a minimizar um erro médio quadrático da tensão de saída, respeitando limites pré-estabelecidos para margens de fase e de ganho, de frequência de cruzamento, e também para sobressinal e tempo de acomodação das respostas transitórias para variações de carga. O controlador otimizado pelo procedimento proposto fornece respostas superiores quando comparado a controladores largamente utilizados, projetados apenas para uma carga nominal. Resultados experimentais em um protótipo de 50 W, com o controle implementado em um processador digital de sinais de baixo custo, confirmam a viabilidade prática.

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Author Biographies

Robert Uiliam Marin Viaro, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica (2022) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), onde atualmente realiza o mestrado em Engenharia Elétrica, atuando junto ao Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC).

Lucas Cielo 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 UFSM, onde atualmente realiza o doutorado em Engenharia Elétrica, atuando junto ao GEPOC. Suas
áreas de interesse incluem algoritmos de otimização e controle.

Renan Medke, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica (2017) pela Universidade Federal do Pampa. Atualmente realiza o mestrado em Engenharia Elétrica na UFSM.

Olinto César Bassi de Araújo, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

possui graduação e mestrado em Matemática pela Universidade Regional de Campanha (URCAMP) em 1991 e pela Universidade Regional do Noroeste do Rio Grande do Sul (UNIJUI) em 1998, respectivamente. Possui doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) em 2006. Também possui pós-graduação em Ciência da Computação. Hoje é professor na UFSM.

Rodrigo Varella Tambara, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

possui graduação, mestrado e doutorado em Engenharia de Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria em 2008, 2010 e 2014, respectivamente. Atualmente é professor da UFSM. Seus interesses de pesquisa incluem controle adaptativo e aplicações de controle em eletrônica de potência.

Everson Mattos, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

possui graduação em Engenharia de Elétrica (1999) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e mestrado e doutorado em Engenharia Elétrica (2018 e 2023) pela UFSM, atuando junto ao GEPOC. Suas áreas de interesse incluem algoritmos de otimização e
controle aplicado.  

Vinícius Foletto Montagner, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

é engenheiro eletricista (1996) e mestre (2000) em Engenharia Elétrica pela UFSM, e doutor (2005) pela Unicamp. Atualmente é professor da UFSM. Seus interesses de pesquisa incluem controle robusto e aplicações de controle em eletrônica de potência.      

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Published

2024-04-07

How to Cite

[1]
R. U. M. Viaro, “Controladores PID com desempenho otimizado aplicados a conversores boost com incertezas paramétricas na carga”, Eletrônica de Potência, vol. 29, p. e202405, Apr. 2024.

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Original Papers