Técnicas de controle robusto baseadas em resposta em frequência e via alocação de polos intervalar para sistemas com incertezas paramétricas aplicadas ao problema de regulação de tensão em conversores de potência.

Abstract

Microgrids are a form of distribution system, which belong to the broad concept of smart grids. Multiconverter or multilevel systems are nothing more than DC microgrids composed of several power converters connected in cascade and/or in parallel. In this way, the multiconverter system described in this thesis has a DC - DC converter in the Buck topology, which is used as a source of direct voltage for the main bus of the microgrid, being an element of fundamental importance and whose voltage control is essential, because electronic loads are sensitive to voltage deviations. In order to control the voltage on the DC bus, the system is first modeled using the recursive least squares method, at which time the parametric variations are obtained forming a more comprehensive model called the interval transfer function, which is represented graphically by the extreme set. In a second moment, two robust controllers are developed, one through the extreme stability margins of the model culminating in a PI controller based on frequency response, and the other through an interval pole allocation control project in PID format. The robust performance of the controllers is evaluated through computational simulation, experimentally in the multiconverter system and, finally, using a quantitative analysis through performance indices.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorAs microrredes são uma forma de sistema de distribuição pertencente ao amplo conceito de smart grids. Os sistemas multiconversores ou multinível, nada mais são do que microrredes CC, compostas por um arranjo de dois ou mais conversores de potência, de modo a realizar o eficiente processamento unidirecional ou bidirecional de potência entre a fonte e a carga. Desta forma, o sistema multiconversor descrito nesta dissertação possui um conversor CC – CC na topologia Buck, o qual é utilizado como fonte de tensão contínua para o barramento principal da microrrede, sendo um elemento de fundamental importância e cujo controle de tensão é essencial, pois as cargas eletrônicas são sensíveis à desvios de tensão. Com o intuito de realizar o controle de tensão no barramento CC, primeiramente é realizado a modelagem do sistema com o método de mínimos quadrados recursivos, momento no qual as variações paramétricas são obtidas formando um modelo mais abrangente denominado de função de transferência intervalar, a qual é representado graficamente pelo conjunto extremal. Em um segundo momento, são desenvolvidos dois controladores robustos, um através das margens de estabilidade extremais do modelo culminando em um controlador PI baseado em resposta em frequência, e outro através de um projeto de controle por alocação de polos intervalar no formato PID. O desempenho robusto dos controladores é avaliado através de simulação computacional, de forma experimental no sistema multiconversor e, por fim, utilizando se uma análise quantitativa por meio índices de de desempenho