Control óptimo conmutado de un convertidor CC-CC

• Esteban Méndez, Diego Alfonso ^[1] ; Sánchez Carvajalino, Jaffraith ^[1] ; Alzáte Castaño, Ricardo ^[2]
  1. [1] Universidad Industrial de Santander
  2. [2] Universidad Industrial de Santander (U
• Localización: Entre ciencia e ingeniería, ISSN-e 2539-4169, ISSN 1909-8367, Vol. 10, Nº. 19, 2016, págs. 16-21
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Switched optimal control of a DC-DC converter
  • Controle ótimo comutado de um conversor CC-CC
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• Resumen
  • español

    El presente artículo aborda el control de circuitos convertidores de potencia empleando control óptimo conmutado. Se realiza el diseño y la simulación para un convertidor CC-CC tipo reductor (Buck) y posteriormente se ajusta para el mismo un lazo realimentado en el cual se verifica el efecto de una acción de tipo proporcional de alta ganancia (encendido-apagado) a manera de punto de referencia convencional, para atenuar la incidencia de perturbaciones aplicadas en el sistema. Posteriormente y empleando un enfoque basado en el principio del máximo de Pontryagin, se diseña e implementa, a través de simulación, una técnica de control óptimo conmutado (bang-bang) que permite obtener un desempeño comparable con la acción encendidoapagado en términos de características dinámicas. Pruebas adicionales permiten cuantificar la optimalidad de la técnica propuesta y verificar el desempeño del sistema controlado en términos energéticos, mostrando que un control óptimo conmutado presenta además de la minimización del funcional de costo (mínima energía del error), una menor incidencia en la generación de ruidos por conmutación de alta frecuencia, en comparación con la técnica convencional. Trabajo adicional incluye la verificación experimental en laboratorio para los resultados de simulación presentados

  • English

    In this work, switching-based control is applied on regulation of power conversion circuits. In particular, a DC-DC Bucktype power converter has been designed and simulated, both for nominal conditions and under disturbances. First of all, a classical OnOff controller was employed to compensate the effects of disturbances in the loop, in order to check the correctness of the operational conditions for the controlled system. Then, an optimal-switching bangbang controlled was designed and implemented, taking into account the Pontryagin’s Maximum principle, showing a good performance for disturbance rejection, improvement of dynamical features in the response and reduction of error’s energy by mean of verification of optimality criteria. Results show that despite the fact both techniques analyzed; i.e. On-Off and bang-bang, are switching-based laws, the performance index on the optimal controller allows to obtain a cleaner shape with less energy consumption. Ongoing work includes the experimental verification of the optimal technique in laboratory.

  • português

    Este artigo descreve os conversores de energia de controle circuito empregando optivo de controle. Se realiza o projeto e a estimulação para um convertedor CC-CC tipo redutor (buck) e posteriormente se ajusta para o mesmo um laço realimentado no qual se verifica o efeito de uma ação de tipo proporcional de alto ganho (ligadodesligado) o título de referência convencional reduzir a incidência de distúrbios aplicado sistema. Posteriormente e usando um foco baseado no principio do máximo de Pontryagin, se projeta e implementa, através de simulação, uma técnica de ótimo controle comutado (bang-bang) que permite obter um desempenho comparável com a ação ligadodesligado em términos de características dinâmicas. Testes adicionais permitem que o Optimalidade da proposta técnica para quantificar e verificar o desempenho do sistema de energia controlada, mostrando que um ótimo controle apresenta além da minimização do funcional de custo (potência mínima do erro), uma menor incidência na geração de ruídos por comutação de alta frequência, em comparação com a técnica convencional. Trabalho adicional inclui a verificação experimental em laboratório para os resultados de simulação apresentados.