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Title in Portuguese: Conversor CC-CC Isolado de Três Portas com Controle Robusto LQG/LTR Aplicado em Sistemas Fotovoltaicos com Armazenamento de Energia
Author: Damasceno, Debora Pereira
Advisor(s): Oliveira Júnior, Demercil de Souza
Co-advisor(s): Correia, Wilkley Bezerra
Keywords: Conversor CC-CC
Conversor de Três Portas
Realimentação de Estados
Controle Multivariável Centralizado
LQG
Sistema MIMO
Issue Date: 2021
Citation: DAMASCENO, Debora Pereira. Conversor CC-CC isolado de três portas com controle robusto LQG/LTR aplicado em sistemas fotovoltaicos com armazenamento de energia. 2021. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Fortaleza, 2021.
Abstract in Portuguese: Este trabalho propõe utilizar uma estratégia de controle multivariável centralizada para um conversor CC-CC isolado de três portas que irá figurar como o elemento integrador entre um sistema fotovoltaico, um banco de baterias e um barramento CC de 96 W. O conversor é representado através de um modelo multivariável de espaço de estados com 3 chaves do tipo MOSFET como entradas de controle; a tensão de saída como saída controlada e as tensões do painel fotovoltaico e da bateria como perturbações externas. A estratégia de controle é formulada usando-se a abordagem LQG (Linear Quadrático Gaussiano) com recuperação do ganho de malha de transferência (LTR) para garantia de estabilidade à um controlador de realimentação de estados com ação integral. As contribuições do trabalho são: (i) a aplicação, em eletrônica de potência, de uma estrutura de controle robusta centralizada de realimentação de estados, (ii) consideração dos distúrbios de entrada no sistema fotovoltaico e no sistema armazenador de energia e (iii) uso do estimador de estados para realimentação do estado referente à corrente de magnetização. Por fim, resultados de simulação e experimentais são apresentados e discutidos para validação do desempenho da abordagem proposta.
Abstract: This work proposes to use a centralized multivariable control strategy for an isolated three-port DC-DC converter that will figurate as the integrator element between a photovoltaic system, a battery bank and a 96 W DC bus. The converter is represented by a multivariable state space model with 3 MOSFET switches as the control inputs; the output voltage as the controlled output and the photovoltaic panel and battery voltages as external disturbances. The control strategy is formulated using the LQG (Linear Quadratic Gaussian) approach with the Loop Transfer Recovery (LTR) to guarantee stability to a state feedback controller with integral action. The contributions of the work are: (i) the application, in power electronics, of a robust centralized control structure for state feedback, (ii) consideration of the input disturbances in the photovoltaic system and energy storage system and (iii) use of the state estimator for state feedback regarding the magnetizing current. Finally, simulation and experimental results are presented and discussed to validate the performance of the proposed approach.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/59674
metadata.dc.type: Dissertação
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