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Síntese de controladores repetitivos chaveados: uma aplicação à fontes ininterruptas de energia (UPS) Switched repetitive controller design: an application to uninterruptible power supplies (UPS)

By Jeferson Vieira Flores, Luís Fernando Alves Pereira, João Manoel Gomes da Silva Jr, Daniel Ferreira Coutinho and Guilherme Bonan

Abstract

Este trabalho apresenta uma metodologia de síntese de controladores repetitivos visando o seguimento assintótico de sinais senoidais e a rejeição de perturbações periódicas em fontes ininterruptas de energia (UPS). Para obter uma boa relação entre desempenho transitório e em regime permanente, emprega-se uma representação no espaço de estados do controlador repetitivo com dois modos distintos de operação. Dessa forma, permite-se que o controlador repetitivo chaveie entre as seguintes situações: regime transitório (responsável por melhorar o tempo de recuperação quando a carga é alterada) e regime permanente (responsável pela rejeição da distorção harmônica do sinal de saída quando alimentando cargas não-lineares). A partir da representação do sistema e do controlador repetitivo no espaço de estados, utiliza-se uma realimentação de estados para a garantia da estabilidade do sistema em malha fechada quando este é sujeito a uma função de chaveamento arbitrária. A partir de um funcional de Lyapunov-Krasovskii, obtém-se um conjunto de condições na forma de desigualdades matriciais lineares (LMIs) para a determinação da realimentação de estados. O desempenho dinâmico do esquema de controle proposto é ilustrado através da simulação de modelos reais de sistemas UPS sujeitos a variações de cargas não-lineares.<br>This paper presents a methodology for the synthesis of repetitive switched controllers to ensure the reference tracking of sinusoidal signals and the disturbance rejection on Uninterruptible Power Supplies - UPS. To improve both transitory and steady-state behavior of the output signal, we consider a state-space realization of a switched repetitive controller aiming two distinct operation conditions: transitory response (to improve the recovery time when the load is changed) and steady-state (to reduce the total harmonic distortion of the output signal when subjected to nonlinear loads). Based on a state-space framework, a state feedback is introduced to ensure the stability of the closed-loop when it is subjected to an arbitrary switching function. From a Lyapunov-Krasovskii functional, LMI conditions are derived to compute the stabilizing feedback gain. The dynamic behavior of the proposed control scheme is presented through simulation of a real UPS model subjected to non-linear loads

Topics: Controlador repetitivo, Controladores chaveados, Sistemas com atraso no tempo, Fontes Ininterruptas de Energia - UPS, Desigualdades Matriciais Lineares - LMIs, Repetitive control, Switched controller, Time-delay systems, Uninterruptible Power Supplies - UPS, Linear Matrix Inequalities - LMIs, LCC:Electronic computers. Computer science, LCC:QA75.5-76.95, LCC:Instruments and machines, LCC:QA71-90, LCC:Mathematics, LCC:QA1-939, LCC:Science, LCC:Q, DOAJ:Computer Science, DOAJ:Technology and Engineering
Publisher: Sociedade Brasileira de Automática
Year: 2011
DOI identifier: 10.1590/S0103-17592011000200007
OAI identifier: oai:doaj.org/article:29a98a37b937448c8fb129c102a05b36
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