Constrained Predictive Control of Three-PhaseBuck Rectifiers

In this paper, constrained optimal control of a current source rectifier (CSR) is presented, based on a mathematical model developed in Park’s frame. To comply with the system constraints an explicit model-based predictive controller was established. To simplify the control design, and avoid linearization, a disjointed model was utilised due to the significant time constant differences between the AC and DC side dynamics. As a result, active damping was used on the AC side, and explicit Model Predictive Control (MPC) on the DC side, avoiding non-linear dynamics. The results are compared by simulation with the performance of a state feedback control

Towards Online Model Predictive Control on a Programmable Logic Controller: Practical Considerations

Given the growing computational power of embedded controllers, the use of model predictive control (MPC) strategies on this type of devices becomes more and more attractive. This paper investigates the use of online MPC, in which at each step, an optimization problem is solved, on both a programmable automation controller (PAC) and a programmable logic controller (PLC). Three different optimization routines to solve the quadratic program were investigated with respect to their applicability on these devices. To this end, an air heating setup was built and selected as a small-scale multi-input single-output system. It turns out that the code generator (CVXGEN) is not suited for the PLC as the required programming language is not available and the programming concept with preallocated memory consumes too much memory. The Hildreth and qpOASES algorithms successfully controlled the setup running on the PLC hardware. Both algorithms perform similarly, although it takes more time to calculate a solution for qpOASES. However, if the problem size increases, it is expected that the high number of required iterations when the constraints are hit will cause the Hildreth algorithm to exceed the necessary time to present a solution. For this small heating problem under test, the Hildreth algorithm is selected as most useful on a PLC

Desarrollo de un sistema de control predictivo multivariable de un generador de vapor de tubos de agua

Partiendo de la motivación de buscar medios que permitan el ahorro de energía tanto por el aspecto económico como el ecológico se desarrolló este trabajo el cual pretende diseñar un controlador predictivo basado en modelo (CPBM) para controlar un generador de vapor de tubos de agua de forma más efectiva y eficiente que los sistemas actuales Para este fin se realizó una revisión del estado del arte de los generadores de vapor y de sus sistemas de control donde se identificaron las principales variables a controlar. Debido al bajo desempeño de estos sistemas de control se propuso, luego de un análisis previo, el uso de un controlador predictivo basado en modelo para su aplicación en el generador de vapor. Para lograr este objetivo se estudió un modelo matemático no lineal multivariable de un generador de vapor reportado en la literatura, el cual posteriormente se utilizó para realizar la simulación de la planta real. Luego para el diseño del controlador se utilizó el modelo linealizado con el fin de aligerar cálculos. El diseño del controlador multivariable está basado en un controlador predictivo que es computacionalmente más eficiente que el controlador predictivo convencional. Para la aplicación de este controlador se consideraron restricciones en la señal de control y durante las pruebas simuladas en Matlab/Simulink se le introdujo señales ruidosas y perturbaciones alcanzando buenos resultados en eficiencia energética y de control superando al sistema actual basado en controladores PID. Finalmente se propuso la implementación práctica del controlador haciendo uso de un DSP hibrido.Tesi