Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Alexsandro Brocardo
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/244
Resumo: Este trabalho apresenta uma abordagem paralela em FPGA para implementação de controladores digitais, com a finalidade de reduzir o tempo computacional de execução das leis de controle. A técnica de controle utilizada na implementação proposta pode ser aplicada para a compensação seletiva de harmônicos em filtros ativos de potência (FAP). Para compensar mesmo um número reduzido de harmônicas são necessárias múltiplas instruções de cálculo, envolvendo multiplicações e adições. Desta forma, para melhorar o desempenho computacional do sistema, é proposta uma estrutura paralela para implementação do controlador. Para compensação de um número maior de harmônicas é realizada a decomposição das tensões em suas componentes harmônicas em eixos síncronos utilizando a Transformada Discreta de Fourier. Esta estratégia permite um tempo de cálculo fixo independente do número de harmônicas, até o limite imposto pela frequência de amostragem. Os resultados experimentais são apresentados para comparar o tempo de execução da abordagem paralela proposta com o tempo de execução sequencial convencionalmente utilizado na literatura.
id UTFPR-12_3e96692a825209c4510c90cc4c1438eb
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/244
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling 2012-05-28T14:36:21Z2012-05-28T14:36:21Z2012LOPES, Alexsandro Brocardo. Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência. 2012. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2012.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/244Este trabalho apresenta uma abordagem paralela em FPGA para implementação de controladores digitais, com a finalidade de reduzir o tempo computacional de execução das leis de controle. A técnica de controle utilizada na implementação proposta pode ser aplicada para a compensação seletiva de harmônicos em filtros ativos de potência (FAP). Para compensar mesmo um número reduzido de harmônicas são necessárias múltiplas instruções de cálculo, envolvendo multiplicações e adições. Desta forma, para melhorar o desempenho computacional do sistema, é proposta uma estrutura paralela para implementação do controlador. Para compensação de um número maior de harmônicas é realizada a decomposição das tensões em suas componentes harmônicas em eixos síncronos utilizando a Transformada Discreta de Fourier. Esta estratégia permite um tempo de cálculo fixo independente do número de harmônicas, até o limite imposto pela frequência de amostragem. Os resultados experimentais são apresentados para comparar o tempo de execução da abordagem paralela proposta com o tempo de execução sequencial convencionalmente utilizado na literatura.This paper presents a parallel approach to FPGA implementation of digital controllers, in order to reduce the computational time for implementing the control laws. The control technique used in the proposed implementation can be applied for selective harmonic compensation in active power filters (APF). To compensate for even a small number of harmonics requires multiple calculation instructions involving multiplications and additions. Thus, to improve the performance of the computer system is proposed to implement a parallel structure of the controller. To compensate for a larger number of harmonics is performed in the decomposition voltages of the harmonic components into their frames synchronous using the Discrete Fourier Transform. This strategy allows a calculation time fixed regardless of the number of harmonics up to the limit imposed by the sampling frequency. The experimental results are presented to compare the runtime of the proposed parallel approach with the sequential execution time conventionally used in the literature.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaFiltros elétricos ativosControladores programáveisElectric filters, ActiveProgrammable controllersDesenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potênciainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPato BrancoMestradoCarati, Emerson GiovaniLopes, Alexsandro Brocardoreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTHUMBNAILPB_PPGEE_M_Lopes, Alexsandro Brocardo_2012.pdf.jpgPB_PPGEE_M_Lopes, Alexsandro Brocardo_2012.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1336http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/244/4/PB_PPGEE_M_Lopes%2c%20Alexsandro%20Brocardo_2012.pdf.jpgdf9b4f4eb95f96d13e702ef49f29e09cMD54ORIGINALPB_PPGEE_M_Lopes, Alexsandro Brocardo_2012.pdfPB_PPGEE_M_Lopes, Alexsandro Brocardo_2012.pdfapplication/pdf5697598http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/244/1/PB_PPGEE_M_Lopes%2c%20Alexsandro%20Brocardo_2012.pdf1179a5035ebaf48d88b74f68bb30da45MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/244/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTPB_PPGEE_M_Lopes, Alexsandro Brocardo_2012.pdf.txtPB_PPGEE_M_Lopes, Alexsandro Brocardo_2012.pdf.txtExtracted texttext/plain131400http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/244/3/PB_PPGEE_M_Lopes%2c%20Alexsandro%20Brocardo_2012.pdf.txt43fac0ef8754adf9d103067cd54cb7ddMD531/2442015-03-07 03:04:00.578oai:repositorio.utfpr.edu.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2015-03-07T06:04Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência
title Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência
spellingShingle Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência
Lopes, Alexsandro Brocardo
Filtros elétricos ativos
Controladores programáveis
Electric filters, Active
Programmable controllers
title_short Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência
title_full Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência
title_fullStr Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência
title_full_unstemmed Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência
title_sort Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência
author Lopes, Alexsandro Brocardo
author_facet Lopes, Alexsandro Brocardo
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Carati, Emerson Giovani
dc.contributor.author.fl_str_mv Lopes, Alexsandro Brocardo
contributor_str_mv Carati, Emerson Giovani
dc.subject.por.fl_str_mv Filtros elétricos ativos
Controladores programáveis
Electric filters, Active
Programmable controllers
topic Filtros elétricos ativos
Controladores programáveis
Electric filters, Active
Programmable controllers
description Este trabalho apresenta uma abordagem paralela em FPGA para implementação de controladores digitais, com a finalidade de reduzir o tempo computacional de execução das leis de controle. A técnica de controle utilizada na implementação proposta pode ser aplicada para a compensação seletiva de harmônicos em filtros ativos de potência (FAP). Para compensar mesmo um número reduzido de harmônicas são necessárias múltiplas instruções de cálculo, envolvendo multiplicações e adições. Desta forma, para melhorar o desempenho computacional do sistema, é proposta uma estrutura paralela para implementação do controlador. Para compensação de um número maior de harmônicas é realizada a decomposição das tensões em suas componentes harmônicas em eixos síncronos utilizando a Transformada Discreta de Fourier. Esta estratégia permite um tempo de cálculo fixo independente do número de harmônicas, até o limite imposto pela frequência de amostragem. Os resultados experimentais são apresentados para comparar o tempo de execução da abordagem paralela proposta com o tempo de execução sequencial convencionalmente utilizado na literatura.
publishDate 2012
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2012-05-28T14:36:21Z
dc.date.available.fl_str_mv 2012-05-28T14:36:21Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2012
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv LOPES, Alexsandro Brocardo. Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência. 2012. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2012.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/244
identifier_str_mv LOPES, Alexsandro Brocardo. Desenvolvimento de estruturas paralelas em FPGA e implementação de controladores digitais para aplicação em filtros ativos de potência. 2012. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2012.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/244
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/244/4/PB_PPGEE_M_Lopes%2c%20Alexsandro%20Brocardo_2012.pdf.jpg
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/244/1/PB_PPGEE_M_Lopes%2c%20Alexsandro%20Brocardo_2012.pdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/244/2/license.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/244/3/PB_PPGEE_M_Lopes%2c%20Alexsandro%20Brocardo_2012.pdf.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv df9b4f4eb95f96d13e702ef49f29e09c
1179a5035ebaf48d88b74f68bb30da45
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
43fac0ef8754adf9d103067cd54cb7dd
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1797044084252082176

Registros relacionados