Compensador de alimentación hacia adelante robusto con ganancia programada con modelo cuasi-LPV para convertidores de...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería eléctrica
• Sistemas de control
• Electrónica de energía

Sus antecedentes:

• Los convertidores DC-DC Buck son cruciales en la electrónica de potencia, pero son susceptibles a las perturbaciones de la tensión de entrada.
• Las estrategias de control existentes a menudo luchan con perturbaciones repentinas y grandes, que afectan la estabilidad y el rendimiento del sistema.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de control robusta para los convertidores Buck DC-DC que mitigue efectivamente las perturbaciones repentinas de la tensión de entrada.
• Para mejorar el rechazo de perturbaciones, reducir la ondulación de la tensión de salida y mejorar la robustez general del sistema.

Principales métodos:

• Se desarrolló un nuevo modelo de variación de parámetros cuasi-lineales (LPV) que incorpora elementos parásitos.
• Se sintetizó un compensador de avance de LPV programado con ganancia utilizando desigualdades de matriz lineal (LMIs) para la atenuación de la perturbación H∞.
• El compensador de alimentación fue integrado con un controlador de retroalimentación, utilizando solo mediciones de tensión de entrada.

Principales resultados:

• El controlador propuesto logró un índice de rechazo de perturbación (DRR) un 22, 46% más alto y un índice de atenuación (AR) 65 veces más alto en comparación con los controladores PI.
• La ondulación de la tensión de salida se redujo en un 98,46%, y la ganancia de transmisión por perturbación (DTG) fue solo del 0,35%.
• El controlador demostró una robustez superior, manteniendo un 99,65% de DRR bajo una perturbación de voltaje de entrada del 146,15%.

Conclusiones:

• La estrategia de control robusto desarrollada basada en LPV supera significativamente a los métodos convencionales en el rechazo de perturbaciones y la reducción de ondas.
• La implementación simplificada utilizando solo la medición de tensión de entrada lo hace muy práctico para aplicaciones exigentes.
• Esta técnica de control avanzada es muy adecuada para sistemas de energía renovable, vehículos eléctricos y convertidores de energía industriales.