Resumen de Numerical and Experimental Comparison of the Control Techniques Quasi-Sliding, Sliding and PID, in a DC-DC Buck Converter

Freddy Edimer Hoyos Velasco, Nicolás Toro García, Yeison Alberto Garcés Gómez

• español

  En este artículo son aplicadas varias técnicas de control para un convertidor reductor DC-DC estas son: control por modos deslizantes (SMC), PID y promediado de dinámica cero (ZAD). El comportamiento en el tiempo para cada controlador es mostrado tanto numéricamente como experimentalmente. Los resultados de SMC y PID son contrastados con la estrategia de control ZAD-FPIC esta última es combinada con una reciente técnica de control llama FPIC (control por inducción al punto fijo). La estabilidad de SMC es garantizada mediante teorema de Lyapunov. El control PID es diseñado de forma analítica usando desplazamiento de polos. El principal problema en la realización experimental fue la velocidad de muestreo y retención de las variables adquiridas del sistema, adicionalmente el tiempo de retardo presente en los procesos de procesamiento. Desde el punto de vista práctico la técnica de control ZAD-FPIC tiene ventajas en comparación con PID y SMC cuando se trabaja con muestreo y retención, esas ventajas han sido corroboradas experimentalmente. Los experimentos han sido probados en sistema RCP (prototipo rápido de control) específicamente en una DSP de la compañía dSPACE, al final tanto los resultados de la simulación numérica y la experimental son muy similares.

• English

  In this paper the Sliding Mode Control (SMC), PID and ZAD (Zero Average Dynamic) strategies are applied to an electronic DC-DC power converter. Time behavior for each controller is shown for numerical solution and experimental realization. The results in SMC and PID are contrasted with a ZAD-FPIC controller combined with a recently developed strategy named FPIC (Fixed Point Induction Control). Stability in SMC is guaranteed by the Lyapunov theorem. The PID controller is designed in an analytical way using pole placement.

  The main problem with the physical realization was the sample and hold in the variable acquisition system, in addition to time delay introduced by the computing process. From a practical point of view, the ZAD-FPIC technique has advantages no shown by PID and SMC working with sample and hold, these advantages have been corroborated experimentally. The designs have been tested in an RCP (Rapid Control Prototyping) system based on DSP from the dSPACE platform. Both numerical performance and experimental performance agree.