Modelagem exata do Conversor CC-CC Boost via Modelos Fuzzy Takagi-Sugeno

Abstract

Neste trabalho é proposta uma modelagem do conversor não-linear CC-CC Boost utilizando a forma generalizada dos sistemas fuzzy Takagi – Sugeno (TS). A modelagem desenvolvida também é chamada de forma exata, a qual permite o projeto de sistemas de controle sem a necessidade da linearização em torno do ponto de operação. Utilizando a modelagem proposta neste trabalho, projeta-se um sistema de rastreamento do sinal de saída para o Boost, operando em modo de condução contínua. A metodologia desenvolvida é descrita em termos de LMIs, o que permite descrever o problema de forma convexa. Este projeto consiste basicamente de duas etapas. Na primeira fase projeta-se um controlador fuzzy de realimentação das variáveis de estados, K(α), objetivando estabilizar o conversor em malha fechada. Na segunda etapa, projeta-se o controlador N(α) para o rastreamento do sinal de saída. No processo de determinação do controlador, minimiza-se a norma H∞ entre o sinal de saída de referência e o erro de rastreamento. Para comprovar a eficácia dos controladores propostos, um exemplo de simulação do sistema de controle utilizando a modelagem proposta é apresentado.

This work proposes a model for a non-linear Boost Converter using the generalized form of Takagi-Sugeno Systems. The proposed model is also known as exact model, which allows the control design without specify a linearization point. The model presented in this work is used to design a tracking controller to Boost Converter voltage output, operating in continuous conduction mode. The developed methodology is formulated through Linear Matrix Inequalities (LMI), which allows the description of the problem in convex form. This work is composed by two steps. In the first one it is designed a controller K(α), through state space feedback, in order to stabilize the converter in closed-loop. In the second step, it is designed the controller N(α) in order to track the voltage output of the Boost converter. In the specification methodology of the controller it is minimized the H∞ between the reference signal and the tracking error. In order to evaluate the effectiveness of the proposed controllers, a simulation example using the control system is performed.