Interface gráfica para sintonia do controlador múltiplo-ressonante de ganho finito aplicado a fontes ininterruptas de energia

• Autor(a) principal: Conrado, Carlos Eduardo Barcellos
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/206529
• topic: Engenharia elétrica; Controlador ressonante; Fonte de alimentação ininterrupta; Otimização; Interface gráfica; Finite-gain multiple-resonant controller; Uninterruptible power supplies; Harmonics attenuation; Optimization; Graphical user interface

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma interface gráfica (Graphical User Interface, GUI) para sintonia do controlador múltiplo-ressonante de ganho finito aplicado a fontes ininterruptas de energia (Uninterruptible Power Supplies, UPS). Primeiramente, é apresentado um breve contexto da utilização de UPSs, além do modelo da UPS considerada neste trabalho, suas cargas lineares e não-lineares e as normas que impõem restrições no desempenho destes sistemas. Baseado em (BERTOLDI, 2019), são apresentados os valores de atenuação de cada harmônica que devem ser impostos em malha fechada para que a norma IEC 62040-3 seja atendida para diferentes valores de potência de UPS. São apresentados os controladores múltiplo-ressonantes de ganho finito e o sistema em malha fechada, onde o sinal de controle é representado como uma realimentação de estados. O ganho de realimentação é determinado através da solução de um problema de otimização convexa sujeito a restrições de Desigualdades Matriciais Lineares (Linear Matrix Inequalities, LMI), garantindo estabilidade robusta e desempenho transitório desejado. Para sintonia do controlador múltiplo-ressoante de ganho finito, são propostos problemas de otimização visando aproximar a atenuação de distúrbios em malha fechada dos valores necessários para que a norma IEC 62040-3 seja atendida com o menor número possível de modos ressonantes. Neste caso, os parâmetros livres na otimização são o coeficiente de amortecimento de cada harmônica, número de modos ressonantes inseridos no controlador e restrições de D-estabilidade. Tais problemas de otimização são resolvidos através da execução do algoritmo proposto neste trabalho, que é executado através de uma GUI. O algoritmo proposto determina os valores do coeficiente de amortecimento ξ e do parâmetro , associado à máxima frequência natural do sistema, para atendimento da norma IEC 62040-3. Nos resultados obtidos, são apresentadas a GUI desenvolvida e os resultados de simulação com os parâmetros determinados pela solução do problema de otimização para UPSs de potência 0,8 kVA, 3,5 kVA e 10 kVA. Para verificação da validade do método, são exibidos os valores de atenuação em função de cada harmônica e a cada iteração do algoritmo, além de ser exibida uma comparação do sinal de controle com os ganhos otimizados e com os ganhos infinitos.