dc.creator |
FOSTER, João Gabriel Luppi |
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dc.date.issued |
2024-09-26 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4195 |
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dc.description.abstract |
The application of Finite Control Set Model Predictive Control (FCS-MPC) to control
power electronics devices has been widely studied in the last decades, mainly for being
a non-linear control technique with fast dynamic response, which are two characteristics
suited for the control of this class of devices. This work presents the application of FCSMPC
for reactive power and harmonics compensation with a hybrid active power filter.
This control technique was already proven effective to control this equipment. In previous
work the harmonic currents compensation is realized by a proportional resonant controller,
with resonant components tuned to each of the desired compensation frequencies.
Although effective, this technique requires great processing time and the need to tune
several control gains. Another problem found in the FCS-MPC literature is its strong
dependency on model parameters values. Parameters mismatch can cause errors in control
reference calculation, increase in harmonic distortion and steady state errors. Aiming
to reduce the processing time and avoid the tuning of several resonant gains this work
proposes a method to calculate the control references based only on the system model. A
comparison between parameters estimation techniques found in literature is presented and
the techniques are evaluated based on its dynamic response, steady state behavior and
computational cost. Simulation and practical results demonstrate the proposed method
effectiveness to provide reactive power and harmonics compensation with a fast dynamic
response and reduced computational burden. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Controle preditivo baseado em modelo (MPC) |
pt_BR |
dc.subject |
Conversores multiníveis |
pt_BR |
dc.subject |
Filtro ativo híbrido (FAH) |
pt_BR |
dc.title |
Aplicação de FCS-MPC em um filtro ativo híbrido para compensação harmônica e reativa com cálculo das referências baseado no modelo do sistema |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2025-01-28 |
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dc.date.available |
2025-01-28T13:31:13Z |
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dc.date.accessioned |
2025-01-28T13:31:13Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3615232952689034 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
GONZATTI, Robson Bauwelz |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7615990862728462 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
PEREIRA, Rondineli Rodrigues |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4491600595131576 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
A aplicação da técnica de controle preditivo baseado em modelo com conjunto de controle
finito (FCS-MPC) no controle de dispositivos de eletrônica de potência tem sido
amplamente estudada nas últimas décadas, principalmente por ser uma técnica de controle
não-linear e com resposta dinâmica rápida, dois fatores muito benéficos no controle
desta classe de dispositivos. Este trabalho apresenta a aplicação do FCS-MPC para a
compensação de reativo e de harmônicos por meio de um filtro ativo híbrido. A utilização
desta técnica de controle já se mostrou efetiva no controle deste equipamento. Em
trabalhos anteriores, a compensação de harmônicos é realizada por meio de um controlador
proporcional ressonante, com parcelas ressonantes sintonizadas para cada frequência
que se deseja compensar. Esta técnica, apesar de efetiva, requer um grande tempo de
processamento e adiciona a necessidade de sintonizar o ganho de diversos controladores.
Outra questão, também já relatada na literatura, é a forte dependência do FCS-MPC
em relação aos parâmetros do modelo do sistema. Desvios de parâmetros em relação ao
modelo podem causar erros nas obtenções das referências de controle, aumento da taxa de
distorção harmônica e erros em regime permanente. Com o intuito de reduzir o tempo de
processamento e evitar a necessidade de sintonização de diversos ganhos com a utilização
do controlador proporcional ressonante, neste trabalho é proposto um método de obtenção
das referências de controle através somente do modelo do sistema no tempo. Uma comparação
entre técnicas de estimação de parâmetros encontradas na literatura é apresentada,
de forma a verificar seu funcionamento em relação a resposta dinâmica, comportamento
em regime permanente e custo computacional. Os resultados de simulação e práticos demonstram
a capacidade da técnica desenvolvida de realizar a compensação de reativo e
de harmônicos com rápida resposta dinâmica, atingindo o regime permanente em menos
de 30𝑚𝑠 para uma variação de carga de 75% da potência nominal do equipamento. Além
disso, o método proposto é capaz de reduzir o custo computacional da aplicação em 30%
em relação à aplicação de FCS-MPC com controladores ressonantes em cascata. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação |
pt_BR |
dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
FOSTER, João Gabriel Luppi. Aplicação de FCS-MPC em um filtro ativo híbrido para compensação harmônica e reativa com cálculo das referências baseado no modelo do sistema. 2024. 158 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. |
pt_BR |