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dc.contributor.advisor1Almeida, Pedro Machado de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4937289004615851pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Fogli, Gabriel Azevedo-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7946572456202915pt_BR
dc.contributor.referee1Barbosa, Pedro Gomes-
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/pt_BR
dc.contributor.referee2Pinheiro , HUmberto-
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/pt_BR
dc.contributor.referee3Heldwein, Marcelo Lobo-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4381538017805856pt_BR
dc.contributor.referee4Seleme Júnior, Seleme Isaac-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/9284323845586335pt_BR
dc.creatorSouza, Igor Dias Neto de-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5027407205934369pt_BR
dc.date.accessioned2021-09-02T13:29:14Z-
dc.date.available2021-09-02-
dc.date.available2021-09-02T13:29:14Z-
dc.date.issued2021-08-19-
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00171pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13239-
dc.description.abstractThis thesis presents a study on back-to-back converter based on the multivariable system perspective. Multivariable systems have some unique characteristics. Thus, before studying the converter as a MIMO system, the work reviews the main concepts of MIMO systems and presents guidelines for analyzing and controlling multivariable power electronic converters. The main difference between the SISO and MIMO systems is the presence of directions. As the SISO system is one-dimensional, the output/input gain is a function only of the frequency value. MIMO systems deal with vectors and, as a consequence, the output/input gain not only depends on the frequency value but is also affected by the input vector direction. In this sense, the concept of maximum and minimum singular values are addressed as a fundamental part of analysis and control of multivariable plants. With the singular values decomposition, it is possible to find the directions in which a non-square system cannot be controlled. Based on other MIMO tools, it is possible to define, for plants that have more outputs than inputs, which outputs cannot be controlled. In this work the centralized control approach is adopted because it allows the overall control law optimization, which is not possible when the decentralized technique is used. In this context, the linear quadratic regulator becomes an interesting alternative due to its robustness and performance properties as well as easy implementation. The BTB topology is studied as a multivariable system in two different applications: i) interfacing two AC grids and ii) feeding local loads. For each system a comprehensive state-space model is developed and its main characteristics analyzed from a multivariable point of view. A systematic design is proposed to guide the choices of LQR weighting matrices. The criterion is based on the analysis of the singular values of the sensitivity, complementary sensitivity and disturbance sensitivity matrices and on the minimization of their infinity norms. Experimental results are presented to validate the theoretical approach and to show the effectiveness of the proposed multivariable control.pt_BR
dc.description.resumoEste trabalho apresenta um estudo do conversor back-to-back (BTB) na perspectiva multivariável. Sistemas multivariáveis possuem algumas características particulares e, portanto, diferentes de plantas com única entrada e única saída (do inglês, single-input- single-output) (SISO). Logo, antes de estudar o BTB como um sistema de múltiplas entradas e múltiplas saídas (do inglês, multiple-inputs multiple-outputs) (MIMO), o trabalho revisita os principais conceitos de sistemas MIMO e apresenta diretrizes para analisar e controlar sistemas eletrônicos de potência multivariáveis. A principal diferença entre a análise de sistemas SISO e MIMO é a presença de direções. Sistemas MIMO lidam com vetores e, por este motivo, o ganho saída/entrada além de depender da frequência é afetado pela direção do vetor de entrada. Neste sentido, o conceito de valor singular máximo e mínimo são abordados como parte fundamental na análise e controle de plantas multivariáveis. Com a decomposição de valores singulares encontra-se as direções nas quais um sistema não-quadrado não pode ser controlado. A partir de outros conceitos, é possível definir, em plantas que possuem mais saídas que entradas, quais variáveis de saída não podem ser controladas. Neste trabalho é adotado o controle centralizado uma vez que é possível otimizar todo o sistema de controle, o que não é factível na estratégia descentralizada. Neste contexto, o regulador linear quadrático (do inglês, linear quadratic regulator) (LQR) se torna uma alternativa interessante devido às suas propriedades de robustez, desempenho e fácil implementação. O BTB é estudado em duas diferentes aplicações: i) conectado a duas redes elétricas de corrente alternada (CA) e ii) alimentando cargas isoladas. Para cada topologia um modelo detalhado em espaço de estados é desenvolvido e suas principais características analisadas através de ferramentas MIMO. Um projeto sistemático é proposto para direcionar a escolha das matrizes de pesos do LQR utilizado para projetar a lei de controle de ambas estruturas. O critério é baseado na análise da resposta em frequência dos valores singulares das matrizes de sensibilidade, de sensibilidade complementar, de sensibilidade a distúrbios e na minimização de suas normas infinitas. Resultados experimentais são apresentados para validar a abordagem teórica e verificar a eficácia do controle proposto.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentFaculdade de Engenhariapt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.publisher.initialsUFJFpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectControle multivariávelpt_BR
dc.subjectControle centralizadopt_BR
dc.subjectRegulador linear quadráticopt_BR
dc.subjectValores singularespt_BR
dc.subjectMatriz de ganhos relativos conversor back-to-backpt_BR
dc.subjectConversor de interface com a rede elétricapt_BR
dc.subjectConversor alimentando cargas isoladaspt_BR
dc.subjectMultivariable controlpt_BR
dc.subjectCentralized controlpt_BR
dc.subjectLinear quadratic regulatorpt_BR
dc.subjectSingular valuespt_BR
dc.subjectRelative gain arraypt_BR
dc.subjectBack-to-back converterpt_BR
dc.subjectGrid-interface converterpt_BR
dc.subjectGrid-forming converterpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.titleControle multivariável aplicado ao conversor back-to-backpt_BR
dc.typeTesept_BR
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