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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Implementação Simplificada de Controle Não Linear em FPGA In The Loop Para Conversor Boost Baseado na Técnica Takagi-Sugeno Fuzzy
Autor(es): Gutterres, Lucas
Primeiro orientador: García, Raymundo
Resumo: O aumento da demanda de energia e da conscientização ambiental resultaram em um grande aumento nos estudos de fontes alternativas de energia. Neste cenário, a micro e mini geração distribuída vem ganhando força, com destaque para a geração de energia fotovoltaica. Desta maneira, o presente Trabalho de Conclusão de Curso propõe o controle não linear de um conversor CC-CC elevador de tensão, também conhecido como conversor CC-CC Boost, sendo este, largamente utilizado em sistemas fotovoltaicos. A fim de solucionar o problema decorrente das não linearidades presentes na modelagem matemática do conversor em questão, faz-se a proposta do desenvolvimento de um controle robusto a partir da metodologia Takagi-Sugeno Fuzzy (TSF) integrado ao Controlador de Modelagem Interna (CMI). Para a obtenção dos ganhos do controlador CMI-TSF foi adotada a técnica de Desigualdades Matriciais Lineares. A validação do controle proposto é realizada por meio da abordagem de teste Hardware in the Loop (HIL) aplicada ao FPGA, que recebe o nome de FPGA in the Loop (FIL). Entretanto, os controladores TSF requerem muitas operações matemáticas, que resultam no aumento do custo computacional e na redução de velocidade de execução do algoritmo de controle implementado. Por esse motivo, o trabalho aqui exposto, descreve uma simplificação matemática com o intuito de reduzir o número de operações matemáticas no algoritmo de controle. Com a finalidade de comprovar a robustez do controlador CMI-TSF proposto, as simulações foram realizadas para diversos tipos de cargas na saída do conversor Boost e além disso, foram consideradas perturbações na tensão de entrada do conversor. Os resultados obtidos evidenciam as vantagens da abordagem proposta.
Abstract: This work proposes the non-linear control of a DC-DC converter to a higher voltage, also known as Boost or Step-up converter. To solve the recurring problem resulting from non-linearity in the mathematical modeling of this converter, it is done a proposal of the development of a robust control starting from the Takagi-Sugeno Fuzzy (TSF) model with integration to the Internal Model Control (IMC). For the obtaining of controller IMC-TSF’s gains, it was adopted the Linear Matrix Inequality technique. The validation of the proposed control is accomplished through the approach of test Hardware in the Loop (HIL) applied to FPGA, that receives the name of FPGA in the Loop (FIL). However, the controllers TSF request many mathematical operations, that result in the increase of the cost computational and in the reduction of speed of execution of the control algorithm implemented in FPGA. For that reason, in this work is described a mathematical simplification in order to reducing the number of mathematical operations in the control algorithm. Based on the purpose of proving the controller’s robustness of the IMC-TSF, the simulations were accomplished for several types of loads on the controller output and besides, disturbances in the controller input voltage were considered. The obtained results evidence the advantages of the proposed approach.
Palavras-chave: Convesor boost
FPGA
Fuzzy Takagi-Sugeno
LMI
CNPq: Engenharias
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Faculdade, Instituto ou Escola: FAENG
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8705
Data do documento: 4-Dez-2018
Aparece nas coleções:Engenharia Elétrica - Bacharelado (FAENG)

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