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Tipo: Dissertação
Título: Controle robusto multivariável aplicado ao sistema de geração fotovoltaico conectado à rede
Autor(es): Teixeira, Daniel Pinheiro
Primeiro Orientador: Almeida, Pedro Machado de
Co-orientador: Valle, Rodolfo Lacerda
Membro da banca: Barbosa, Pedro Gomes
Membro da banca: Cupertino, Allan Fagner
Membro da banca: Maccari Junior, Luiz Antonio
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo do conversor fotovoltaico sob a perspectiva multivariável. O modelo matemático do sistema é desenvolvido através do método de espaço de estados, seguido pela sua linearização em pontos de interesse o que possibilita a obtenção da matriz de funções de transferência. A análise da resposta em frequência do conversor é realizada baseada na técnica de decomposição em valores singulares e matriz de ganhos relativos. A decomposição em valores singulares é utilizada para identificar as direções nas quais um sistema não-quadrado não pode ser controlado, enquanto a análise da resposta em frequência da matriz de ganhos relativos permite determinar quais variáveis são mais apropriadas para controle em detrimento de outras. Uma estratégia de controle robusto centralizado é proposta, com ganhos de realimentação calculados através da resolução de desigualdade matricial linear. Esta abordagem leva em consideração as variações paramétricas do conversor decorrentes da mudança na potência fornecida pelo arranjo fotovoltaico. Para mitigar a influência de distúrbios na operação do conversor, é utilizada uma otimização baseada na norma H∞, implementada através de desigualdades matriciais lineares. O desempenho da estrutura de controle é avaliado por meio de simulações realizadas no software PSIM. A malha de controle centralizada foi capaz de atender aos requisitos de projeto para o tempo de assentamento e máximo sobressinal, além disto, o controlador multivariável realizou o desacoplamento das variáveis de estado através da aplicação dos ganhos de realimentação.
Abstract: This work presents a study of the photovoltaic converter from a multivariable perspective. The mathematical model of the system is developed using the state-space method, followed by its linearization at points of interest, in order to obtain the transfer function matrix. Frequency response analysis of the converter is conducted based on singular value decomposition and relative gain array techniques. Singular value decomposition is employed to identify the directions in which a non-square system cannot be controlled, while relative gain array frequency response analysis allows determining which variables are more suitable for control over others. A centralized robust control strategy is proposed, with feedback gains calculated by solving linear matrix inequalities. This approach considers parametric variations of the converter resulting from changes in power supplied by the photovoltaic array. To mitigate the influence of disturbances on the converter’s operation, an optimization based on the H∞ norm is used, implemented through linear matrix inequalities. The performance of the control structure is evaluated through simulations conducted in the PSIM software. The centralized control loop was able to meet the design requirements for settling time and maximum overshoot. Additionally, the multivariable controller achieved decoupling of the state variables through the application of feedback gains.
Palavras-chave: Controle multivariável
Controle robusto
Valores singulares
Matriz de ganhos relativos
Conversor fotovoltaico
Multivariable control
Robust control
Singular values
Relative gain matrix
Photovoltaic converter
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16752
Data do documento: 26-Abr-2024
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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