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Clase: Dissertação
Título : Estratégia de controle moderno e discreto aplicado a um protótipo de fonte modular de corrente do Sirius
Autor(es): Cardoso, Thiago Trindade
Orientador: Ferreira, André Augusto
Co-orientador: Almeida, Pedro Machado de
Miembros Examinadores: Valle, Rodolfo Lacerda
Miembros Examinadores: Oliveira, Janaína Gonçalves de
Resumo: A necessidade de uma corrente de alta precisão para alimentação das cargas magnéticas em aceleradores de partículas traz como objeto de estudo diferentes estratégias de controle. Esta dissertação apresenta a análise e síntese de uma técnica de controle moderno e discreto baseada em realimentação de estados aplicado a um protótipo de fonte de alimentação de cargas magnéticas do Sirius. A fonte é formada por associações em série e/ou em paralelo de módulos para que, em conjunto, atendam as exigências de tensão e de corrente dos magnetos. O módulo é constituído de dois estágios de conversores estáticos, um de entrada e outro de saída. A topologia do estágio de saída consiste de um conversor em ponte completa associado a um filtro de terceira ordem. O modelo matemático é discutido e verificado por um conjunto consistente de simulações computacionais. A discretização da planta associado ao emprego do Regulador Linear Quadrático Digital proporcionou alocar os polos de malha fechada no procedimento de projeto de controle digital dos módulos. Em virtude das limitações relacionadas à quantidade de variáveis monitoradas, foi utilizado um observador de estados de ordem reduzida para viabilizar a implementação e teste em um Controlador Digital de Sinais do protótipo fornecido pelo Laboratório Nacional de Luz Síncrotron. Nos ensaios experimentais foi possível constatar que a quantidade de operações matemáticas cresce significativamente com a associação de módulos e pode comprometer a execução em tempo real das rotinas de controle. No entanto, a técnica de subamostragem possibilita o controle da associação de módulos. Os resultados em bancada do protótipo confirmam os resultados de simulação e permitem avaliar os benefícios e limitações da aplicação do controle digital e moderno na fonte de corrente.
Resumen : The need for a high precision current to feed the magnetic load in particle accele-rators brings as object of study different control strategies. This dissertation presents the analysis and synthesis of a modern and discrete time control technique based on state feedback applied to a power supply magnetic prototype of Sirius. Series and / or parallel associations of modules of lower power form the source in a way that, together, they reach voltage and current requirements of the magnets. The module consists of two stages of static converters, one of input and one of output, which the control of the second is object of study of this work. The topology consists of a full bridge con-verter associated with a third order filter. The mathematical model of the prototype is described and verified by a consistent set of computational simulations. This plant’s discretization enabled the use of the Digital Quadratic Linear Regulator to allocate the closed loop poles in the design process of digital control of the sources. Due to the specific limitations related to the Digital Signal Controller of the prototype, a reduced order observer was used to reduce the number of monitored signals. Modern and di-gital control strategy was tested in the prototype provided by LNLS. It was possible to verify that the number of mathematical operations increases significantly with the association of modules and can compromise the execution in real time of the control routines. Therefore, subsampling technique made it possible to control the serial asso-ciation of two modules. Experimental results confirm the simulation results and allow to evaluate the benefits and limitations of the application of modern and digital control in the current source.
Palabras clave : Fonte modular de corrente
Sirius
Controle digital
Regulador linear quadrático
Observador de estados
Modular current source
Sirius
Discrete control
Discrete linear quadratic regulator
State observer
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla de la Instituición: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Clase de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI : https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10306
Fecha de publicación : 10-abr-2019
Aparece en las colecciones: Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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