Control geométrico y control de estructura en el infinito para rechazo de perturbaciones y compensación de fallas con respecto al controlador de LED basado en convertidor Buck
Autores: Rumbo-Morales, Jesse Y.; Gómez-Radilla, Jair; Ortiz-Torres, Gerardo; Sorcia-Vázquez, Felipe D. J.; Buenabad-Arias, Hector M.; López-Osorio, Maria A.; Torres-Cantero, Carlos A.; Ramos-Martinez, Moises; Juárez, Mario A.; Calixto-Rodriguez, Manuela; Brizuela-Mendoza, Jorge A.; Valdez-Resendiz, Jesús E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control geométrico y control de estructura en el infinito para rechazo de perturbaciones y compensación de fallas con respecto al controlador de LED basado en convertidor Buck
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Led
Sistemas de iluminación
Controladores
Convertidor reductor
Voltaje
Corriente
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Actualmente, se están desarrollando diversos sistemas de iluminación con diodos emisores de luz (LED) porque los LED son una de las fuentes de iluminación más utilizadas para entornos laborales, edificios, hogares y carreteras públicas en cuanto a algunas de sus aplicaciones. Del mismo modo, tienen un bajo consumo de energía, respuestas rápidas y un excelente rendimiento óptimo en su funcionamiento. Sin embargo, estos sistemas todavía necesitan regular la iluminación de manera precisa, mantener un voltaje y corriente estables en presencia de fallas y perturbaciones, y tener una amplia gama de operaciones en caso de cambios de trayectoria o tareas de monitoreo con respecto al voltaje y corriente deseados. Este trabajo presenta el diseño y la aplicación de dos tipos de controladores robustos (control de estructura-en-infinito y control geométrico) aplicados a un controlador LED utilizando un convertidor buck. Los controladores tienen como objetivo seguir las trayectorias deseadas, atenuar las perturbaciones en la entrada de suministro de energía y compensar las fallas en el actuador (MOSFET) para mantener estable el voltaje del capacitor y la corriente del inductor. Al comparar los resultados obtenidos con los dos controladores, se observó que ambos presentan un excelente rendimiento en presencia de perturbaciones constantes. Sin embargo, en escenarios en los que se implementan fallas variables y cambios de trayectoria, el método de control de estructura-en-infinito muestra un sobrepico de voltaje de salida y corriente que varía de 39 a 42 voltios y de 0.3 a 0.45 A, con un margen de error del 1%, y puede generar una falla en el controlador LED utilizando un convertidor buck. Por otro lado, al utilizar el control geométrico, los resultados son satisfactorios, logrando atenuar perturbaciones constantes y fallas variables, alcanzando el voltaje deseado (de 40 v a 35 v) y la corriente (0.3 a 0.25 A) con un margen de error del 0.05%, garantizando un sistema sin sobretensiones o la degradación acelerada de los componentes debido a la conductividad magnética.
Descripción
Actualmente, se están desarrollando diversos sistemas de iluminación con diodos emisores de luz (LED) porque los LED son una de las fuentes de iluminación más utilizadas para entornos laborales, edificios, hogares y carreteras públicas en cuanto a algunas de sus aplicaciones. Del mismo modo, tienen un bajo consumo de energía, respuestas rápidas y un excelente rendimiento óptimo en su funcionamiento. Sin embargo, estos sistemas todavía necesitan regular la iluminación de manera precisa, mantener un voltaje y corriente estables en presencia de fallas y perturbaciones, y tener una amplia gama de operaciones en caso de cambios de trayectoria o tareas de monitoreo con respecto al voltaje y corriente deseados. Este trabajo presenta el diseño y la aplicación de dos tipos de controladores robustos (control de estructura-en-infinito y control geométrico) aplicados a un controlador LED utilizando un convertidor buck. Los controladores tienen como objetivo seguir las trayectorias deseadas, atenuar las perturbaciones en la entrada de suministro de energía y compensar las fallas en el actuador (MOSFET) para mantener estable el voltaje del capacitor y la corriente del inductor. Al comparar los resultados obtenidos con los dos controladores, se observó que ambos presentan un excelente rendimiento en presencia de perturbaciones constantes. Sin embargo, en escenarios en los que se implementan fallas variables y cambios de trayectoria, el método de control de estructura-en-infinito muestra un sobrepico de voltaje de salida y corriente que varía de 39 a 42 voltios y de 0.3 a 0.45 A, con un margen de error del 1%, y puede generar una falla en el controlador LED utilizando un convertidor buck. Por otro lado, al utilizar el control geométrico, los resultados son satisfactorios, logrando atenuar perturbaciones constantes y fallas variables, alcanzando el voltaje deseado (de 40 v a 35 v) y la corriente (0.3 a 0.25 A) con un margen de error del 0.05%, garantizando un sistema sin sobretensiones o la degradación acelerada de los componentes debido a la conductividad magnética.