| Summary: | COSTA, M. V. S. Controle MPC robusto aplicado ao conversor Boost CCTE otimizado por inequações matriciais lineares. 2017. 178 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. === Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-09-06T17:10:36Z
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Previous issue date: 2017-07-21 === This work proposes a MPC predictive control strategy applied to a three-state switching cell
boost (3SSC) converter that gives more simplicity and systematization to the control design steps
and analysis. The integral gain controller can adjusted, eliminating the re-design the weighting
matrices. Besides, the stability elipsoid theory are used to simplify the stability analysis of
converter. The proposed MPC begins using the linear time varying (LTV) model plant. The
parameters variations are considered polytopic uncertainties using linear matrix inequalities
approach (LMIs) with relaxations. Theoretical and experimental aspects are applied and analyzed
to a
1
kW
3SSC boost converter with voltage input and load uncertainties. To
500
W
experimental
test, it is considered load and voltage input steps variations. To
1000
W
experimental test, it is
only considered load steps variation. Also, the proposed MPC-LMI is compared with a classical
LQI known in the literature. Theoretical-experimental aspects are applied and analyzed in a
1
kW
converter with uncertainties in the input voltage and load. For the experiments, the voltage and
load step tests for the 500
W
project and a load step test for the 1000
W
one were considered. In
addition, to establish a performance reference, the proposed MPC is compared with the classic
LQR controller known in the literature. The proposed control strategy presents advantages
considering the variations of the model due to load tests in DC-DC 3SSC boost applications,
being a feasible proposal in solving problems for high-performance converters. === Este trabalho propõe uma estratégia de controle preditivo MPC aplicado a um conversor
boost
com célula de comutação em 3 estados (CCTE) que confere mais simplicidade e sistematização
nas fases de projeto e análise do controlador. O ganho integral do controlador pode ser ajustável,
dispensando o reprojeto nas matrizes de ponderação. Para simplificar a análise de estabilidade
do controlador, utiliza-se o conceito de elipsóides de estabilidade. O controle MPC proposto
parte da modelagem da planta no espaço de estados médio linear e variante no tempo (LTV).
As variações paramétricas, no contexto deste trabalho, são tratadas como incertezas politópicas
expressas por meio de desigualdades matriciais lineares (LMIs) com relaxações. Aspectos
teórico-experimentais são aplicados e analisados em um conversor
boost
CCTE de
1
kW
com
incertezas na tensão de entrada e na carga. Para os ensaios, são considerados os testes de degrau
de tensão e de carga para o projeto em
500
W
e para o degrau de carga com operação em
1000
W
.
Além disso, para estabelecer uma base de desempenho, o MPC proposto é comparado com o
controlador LQI clássico conhecido na literatura. A estratégia de controle proposta apresenta
vantagens considerando as variações do modelo decorrente dos testes de cargas em aplicações
boost
CC-CC do tipo CCTE, sendo uma proposta viável na solução de problemas em conversores
de alto rendimento.
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