Diseño de un modelado exacto difuso de Takagi-Sugeno de un convertidor Buck-Boost
Autores: Gotz, Joelton Deonei; Bigai, Mario Henrique; Harteman, Gabriel; Martins, Marcella Scoczynski Ribeiro; Converti, Attilio; Siqueira, Hugo Valadares; Borsato, Milton; Corrêa, Fernanda Cristina
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de un modelado exacto difuso de Takagi-Sugeno de un convertidor Buck-Boost
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Convertidores dc-dc
Aplicaciones de electrónica de potencia
Modelos no lineales
Método difuso de Takagi-Sugeno
Diseño de control en bucle cerrado
Controlador PID
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores DC-DC se utilizan en muchas aplicaciones de electrónica de potencia, como el diseño de fuentes de alimentación conmutadas, la fotovoltaica, los sistemas de gestión de energía y los vehículos eléctricos e híbridos. Tradicionalmente, los convertidores DC-DC se modelan linealmente utilizando un punto de operación típico para su diseño de control. Algunos trabajos recientes utilizan modelos no lineales para los convertidores DC-DC, debido a la no linealidad inherente del proceso de conmutación. En este sentido, una técnica de modelado destacada es el método exacto difuso de Takagi-Sugeno debido a su capacidad para representar sistemas no lineales en todo el rango de operación. Es más fiel al modelado del comportamiento del sistema y permite un diseño de control en lazo cerrado no lineal. El uso de modelos no lineales permite probar controladores obtenidos por métodos lineales para operar fuera de su punto de linealización, corroborando con controladores robustos para aplicaciones específicas. Este trabajo tiene como objetivo realizar el modelado difuso exacto de Takagi-Sugeno de un convertidor buck-boost con componentes no ideales, y diseñar un controlador proporcional-integral-derivativo (PID) discreto a partir de la técnica de cancelación de polos, obtenida linealmente, para probar el controlador en diferentes puntos de operación. El control PID aseguró un resultado satisfactorio en comparación con el valor estacionario de los diferentes puntos de operación, pero no alcanzó la respuesta transitoria deseada. Dado que el modelo propuesto representa de cerca el funcionamiento del convertidor buck-boost al considerar las no idealidades de los componentes, se pueden aplicar y optimizar posteriormente otras técnicas de control que consideren las no linealidades del sistema.
Descripción
Los convertidores DC-DC se utilizan en muchas aplicaciones de electrónica de potencia, como el diseño de fuentes de alimentación conmutadas, la fotovoltaica, los sistemas de gestión de energía y los vehículos eléctricos e híbridos. Tradicionalmente, los convertidores DC-DC se modelan linealmente utilizando un punto de operación típico para su diseño de control. Algunos trabajos recientes utilizan modelos no lineales para los convertidores DC-DC, debido a la no linealidad inherente del proceso de conmutación. En este sentido, una técnica de modelado destacada es el método exacto difuso de Takagi-Sugeno debido a su capacidad para representar sistemas no lineales en todo el rango de operación. Es más fiel al modelado del comportamiento del sistema y permite un diseño de control en lazo cerrado no lineal. El uso de modelos no lineales permite probar controladores obtenidos por métodos lineales para operar fuera de su punto de linealización, corroborando con controladores robustos para aplicaciones específicas. Este trabajo tiene como objetivo realizar el modelado difuso exacto de Takagi-Sugeno de un convertidor buck-boost con componentes no ideales, y diseñar un controlador proporcional-integral-derivativo (PID) discreto a partir de la técnica de cancelación de polos, obtenida linealmente, para probar el controlador en diferentes puntos de operación. El control PID aseguró un resultado satisfactorio en comparación con el valor estacionario de los diferentes puntos de operación, pero no alcanzó la respuesta transitoria deseada. Dado que el modelo propuesto representa de cerca el funcionamiento del convertidor buck-boost al considerar las no idealidades de los componentes, se pueden aplicar y optimizar posteriormente otras técnicas de control que consideren las no linealidades del sistema.