Projeto Automático de Controladores com Duas Malhas no Espaço de Estados Aplicado a Conversores de Potência

Abstract

Este trabalho propõe um procedimento sistemático de projeto no espaço de estados para os ganhos de uma malha interna e de uma malha externa de controle aplicável a conversores estáticos de potência. Uma vantagem da abordagem é a sintonia automática dos controladores, de modo offline, capaz de reduzir a dependência da experiência do projetista e o tempo despendido em estágios de projeto por tentativa e erro, em especial para sistemas com grande número de variáveis de estado. Outra característica favorável é que os ganhos de controle das duas malhas são encontrados simultaneamente por meio de um algoritmo de otimização que minimiza um critério quadrático baseado no erro e no sinal de controle. A estabilidade e o desempenho do sistema em malha fechada são testados para intervalos de valores dos parâmetros da planta, certificando a robustez contra incertezas paramétricas. Os ganhos projetados são aplicados em um conversor buck e no estágio de saída de uma fonte ininterrupta de energia, utilizando um processador digital de sinais para implementar a lei de controle e hardware-in-the-Loop para a emulação do estágio de potência em tempo real. Os resultados indicam a viabilidade do procedimento proposto.

Keywords

• Controle Ótimo
• Conversores de Potência
• Estabilidade Robusta
• Otimização por Enxame de Partículas
• Regulador Linear Quadrático