Procedimentos de projeto de controladores robustos baseados em otimização por enxame de partículas e desigualdades matriciais lineares para conversores conectados à rede
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31992 |
Resumo: | This work presents design procedures for robust optimized state feedback current controllers for grid-connected converters with LCL filter operating with uncertain grid inductances. The proposed procedures are based on the use of a particle swarm optimization algorithm, to search for optimal controller parameters, and stability analysis conditions based on linear matrix inequalities, to certify the robust stability of the closedloop system under parametric uncertainties. Real-time simulations based on Controller Hardware-in-the-loop are used to test the controllers for different grid situations, showing that the proposed procedures are capable of synthesizing grid-injected currents complying with the requirements of the IEEE 1547 Standard. Experimental results are presented to confirm the practical viability of controllers in a prototype of a grid-connected converter. Finally, comparative analyzes are presented to position the proposed procedures in relation to state feedback control techniques present in the literature. |
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Procedimentos de projeto de controladores robustos baseados em otimização por enxame de partículas e desigualdades matriciais lineares para conversores conectados à redeDesign procedures for robust controllers based on particle swarm optimization and linear matrix inequalities for grid-connected convertersControle robusto otimizadoConversor conectado à redeDesigualdades matriciais linearesIncertezas paramétricasOtimização por enxame de partículasRobust optimized controlGrid-connected converterLinear matrix inequalitiesParametric uncertaintiesParticle swarm optimizationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis work presents design procedures for robust optimized state feedback current controllers for grid-connected converters with LCL filter operating with uncertain grid inductances. The proposed procedures are based on the use of a particle swarm optimization algorithm, to search for optimal controller parameters, and stability analysis conditions based on linear matrix inequalities, to certify the robust stability of the closedloop system under parametric uncertainties. Real-time simulations based on Controller Hardware-in-the-loop are used to test the controllers for different grid situations, showing that the proposed procedures are capable of synthesizing grid-injected currents complying with the requirements of the IEEE 1547 Standard. Experimental results are presented to confirm the practical viability of controllers in a prototype of a grid-connected converter. Finally, comparative analyzes are presented to position the proposed procedures in relation to state feedback control techniques present in the literature.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEste trabalho apresenta procedimentos de projeto de controladores de corrente por realimentação de estados robustos otimizados para conversores conectados à rede por meio de filtro LCL operando com indutâncias de rede incertas. Os procedimentos propostos são baseados na utilização de algoritmo de otimização por enxame de partículas, para busca de parâmetros ótimos dos controladores, e condições de análise de estabilidade baseadas em desigualdades matriciais lineares, para certificação da estabilidade robusta do sistema em malha fechada sob incertezas paramétricas. Simulações em tempo real utilizando Controller Hardware-in-the-loop são empregadas para testar os controladores para diferentes situações de rede, mostrando que os procedimentos propostos são capazes de sintetizar correntes injetadas na rede em conformidade com a norma IEEE 1547. Resultados experimentais são apresentados para confirmar a viabilidade prática dos controladores em protótipo de um conversor conectado à rede. Por fim, análises comparativas são apresentadas, para posicionar os procedimentos propostos em relação a técnicas de controle por realimentação de estados presentes na literatura.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaMontagner, Vinícius Folettohttp://lattes.cnpq.br/1107194715234856Maccari Junior, Luiz AntonioLima, Daniel MartinsKoch, Gustavo GuilhermeOsório, Caio Ruviaro DantasBorin, Lucas Cielo2024-06-07T12:44:30Z2024-06-07T12:44:30Z2024-02-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/31992porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2024-06-07T12:44:30Zoai:repositorio.ufsm.br:1/31992Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2024-06-07T12:44:30Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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This work presents design procedures for robust optimized state feedback current controllers for grid-connected converters with LCL filter operating with uncertain grid inductances. The proposed procedures are based on the use of a particle swarm optimization algorithm, to search for optimal controller parameters, and stability analysis conditions based on linear matrix inequalities, to certify the robust stability of the closedloop system under parametric uncertainties. Real-time simulations based on Controller Hardware-in-the-loop are used to test the controllers for different grid situations, showing that the proposed procedures are capable of synthesizing grid-injected currents complying with the requirements of the IEEE 1547 Standard. Experimental results are presented to confirm the practical viability of controllers in a prototype of a grid-connected converter. Finally, comparative analyzes are presented to position the proposed procedures in relation to state feedback control techniques present in the literature. |
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