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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/3960
Tipo: | Dissertação |
Título: | Controle de corrente em conversores conectados à rede elétrica por meio de filtro-LCL utilizando o controle adaptativo simples com dinâmicas suplementares discretas |
Autor(es): | Plotzki, Haiglan Frank Batista |
Primeiro Orientador: | Stefanello, Márcio |
Resumo: | Em aplicações envolvendo a conexão de conversores na rede elétrica via filtro LCL, o controlador do tipo Proporcional Ressonante (PR) está entre os mais utilizados para a rejeição dos distúrbios provenientes da rede elétrica e rastreamento assintótico de referências senoidais. Entretanto, devido às incertezas inerentes do sistema físico, a aplicação prática do PR necessita, na maioria das vezes, realizar ajustes nos seus ganhos via tentativa e erro de forma a obter o desempenho desejado. Com intuito de compensar as incertezas da planta utilizam-se controladores de topologias adaptativas, pois estas técnicas apresentam a capacidade de modificar seus ganhos de forma a manter o desempenho desejado quando submetido a variações dos parâmetros da planta. Uma técnica de controle adaptativa é o Controle Adaptativo Simples ou SAC (Simple Adaptive Control), topologia de controle derivada do Rastreador Gerador de Comando ou CGT (Command Generator Tracker), e deve ser utilizada em plantas com critérios de passividade do tipo SPR ou ASPR; utilizando o filtro LCL como planta, a aplicação do SAC não é possível, já que o filtro LCL é classificado como uma planta do tipo não ASPR. Desta forma, é necessário utilizar o SAC com adição das dinâmicas suplementares, estrutura adicional com finalidade de ampliar a faixa de aplicação do algoritmo adaptativo. Combinando o PR com essa técnica de controle obtém-se um algoritmo que suporta variações paramétricas sem perda de desempenho e utiliza de um compensador, com procedimento de projeto já consolidado na literatura, para estabilização da planta. Este trabalho tem por objetivo aplicar, no domínio do tempo discreto, o algoritmo adaptativo SAC com dinâmica suplementar, utilizando como estrutura o controlador PR, para controlar a corrente de saída do filtro LCL conectado à rede elétrica. A estrutura proposta necessita ser estudada e comprovada de forma a garantir a estabilidade do algoritmo, dessa forma, além do objetivo proposto, é realizado o desenvolvimento do SAC com dinâmicas suplementares para aplicação no tempo discreto. O desenvolvimento do algoritmo resultou em uma estrutura semelhante à apresentada no tempo contínuo, sendo necessário apenas a modificação do termo de estabilização do algoritmo adaptativo (v(k)) e a adição de um ganho constante (0 < f ≪ 1) na estrutura das dinâmicas suplementares. A validação da técnica de controle aplicada ao filtro LCL consistiu em simulações computacionais e aplicações experimentais considerando os parâmetros do filtro LCL com condições nominais e com variações paramétricas. Do ponto de vista de desempenho, mesmo com problemas de ressonância do filtro LCL, a estratégia adaptativa utilizando o PR como dinâmica suplementar obteve menor tempo de transitório e redução do erro de rastreamento quando comparado ao mesmo controlador PR aplicado isoladamente, ou seja, sem a adição da parcela adaptativa. |
Abstract: | In applications involving the connection of converters in the electric network by LCL filter, the Proportional Resonant (PR) controller are among the most used for the rejection of disturbances from the electric grid and to achive asymptotic tracking of sinusoidal references. However, due to the inherent uncertainties of the physical system, the practical application of PR requires, in most cases, to make adjustments to its gains through trial and error in order to obtain the desired performance. In order to compensate the uncertainties of the plant are used controllers with adaptive topologies, since these techniques have the ability to modify their gains in order to obtain the desired performance when the plant have parametric variation. An adaptive control techinique is the Simple Adaptive Control (SAC), a control topology derived from the Command Generator Tracker (CGT), and must be used in plants with passivity criteria of SPR or ASPR; using the LCL filter as plant, the application of the SAC is not possible, since the LCL filter is classified as a non-ASPR plant. In this way, it is necessary to use the SAC with addition of the suplementary dynamics, additional structure in order to extend the application range of the adaptive algorithm. Combining PR with this control technique yelds an algorithm that supports parametric variations without loss of performance and uses a compensator, with a design procedure already consolidated in the literature, for stabilization of the plant. This work aims to apply, in the discrete time domain, the adaptive algorithm SAC with supplementary dynamics, using as structure the PR controller, to control the output current of the LCL filter. The proposed structure needs to be studied and proven in order to guarantee the stability of the algorithm, thus, in addition to the proposed objective, the development of the SAC with supplementary dynamics for the application in the discrete time is realized. The development of the algorithm resulted in a structure similar to that presented in continuous time, requiring only the modification of the stabilization term of the adaptive algorithm (v(k)) and the addition of a constant gain (0 < f ll1) in the structure of the supplementary dynamics. The validation of the control technique applied to the LCL filter consisted of computational simulations and experimental applications considering the parameters of the LCL filter with nominal conditions and with parametric variations. From the performance point of view, even with resonance problems of the LCL filter, the adaptive strategy using the PR as supplementary dynamic obtained a shorter transient time and reduced tracking error when compared to the same PR controller applied alone, ie without the addition of the adaptive topology. |
Palavras-chave: | Engenharia elétrica Conversores elétricos Electrical engineering Electric converters |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Alegrete |
Curso: | Mestrado Acadêmico em Engenharia Elétrica |
Citação: | PLOTZKI, Haiglan Frank Batista. Controle de corrente em conversores conectados à rede elétrica por meio de filtro-LCL utilizando o controle adaptativo simples com dinâmicas suplementares discretas. Orientador: Márcio Stefanello. 2018. 149p. Dissertação (Mestrado em Engenharia em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2018. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/3960 |
Data do documento: | 23-Mar-2018 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Elétrica |
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