Controle de conversor CC-CC baseado em eventos

Abstract

Os conversores CC-CC são amplamente empregados em diversos níveis de potência, como reguladores de tensão para alimentação de circuitos eletrônicos, controle de tração de motores e processamento de energia em sistema de geração fotovoltaicos, por exemplo. O conversor estático CC-CC do tipo boost é um tipico elemento utilizado como um elevador de tensão, ou seja, fornecendo uma tensão de saída maior que a existente na sua entrada. Durante sua operação se busca que sua tensão de saída seja constante, que responda a variações em sua referência além responder a variações em sua carga, tudo isso dependendo da atuação de seu sistema de controle, ou seja, na atualização de seu sinal de controle. Neste trabalho, se propõem que o sistema de controle do conversor boost passe a operar através de uma estratégia disparada por eventos ou event-triggered control (ETC), onde o sinal de controle é atualizado somente quando certo critério de disparo for atingido. Inicialmente, através do sof tware MATLAB®/Simulink®, foi utilizado o modelo médio do conversor para o projeto via lugar geométrico das raízes de um controlador proporcional-integral (P I) que atenda os requisitos de desempenho da aplicação. Posteriormente, foi implementada uma técnica de ETC específica para controladores P I apresentada na literatura. Por fim, a aplicação do controlador P I com ETC foi avaliada em comparação a aplicação sem ETC, sendo avaliados critérios de tempo de acomodação, overshoot e resposta inversa. Em última análise, se integrou os sof twares MATLAB®/Simulink® e PSIM® realizando as mesmas comparações da parte anterior e ampliando para verificar a resposta do controle com ETC a variação de carga conectada à saída do conversor

DC-DC converters are widely employed in various power levels, such as voltage regulators for powering electronic circuits, traction control of motors, and energy processing in photovoltaic generation systems, for example. The boost-type static DC-DC converter is a typical element used as a voltage booster, meaning it provides an output voltage higher than the input voltage. During its operation, it is desired that its output voltage remains constant, responding to variations in its reference as well as to load variations, all of which depend on the performance of its control system, i.e., on the update of its control signal. In this work, it is proposed that the boost converter’s control system operates through an event triggered control (ETC) strategy, where the control signal is updated only when a certain trigger criterion is met. Initially, through the MATLAB®/Simulink® software, the average model of the converter was used for the design via the Root Locus of a proportional-integral (PI) controller that meets the application’s performance requirements. Subsequently, a specific ETC technique for PI controllers presented in the literature was implemented. Finally, the application of the PI controller with ETC was evaluated in comparison to the application without ETC, with settling time, overshoot, and inverse response criteria being assessed. Ultimately, the MATLAB®/Simulink® and PSIM® software were integrated, performing the same comparisons as the previous part and extending to verify the response of the ETC control to load variation connected to the converter’s output