Algoritmos de decisión para elección de estados de conmutación en el control predictivo de convertidores matriciales.
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Date
2012
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
El control predictivo de estados finitos (FS-MPC) es una alternativa emergente en convertidores estáticos debido a su rapidez, simplicidad conceptual, y flexibilidad. El esquema
determina el futuro estado a aplicar evaluando una función de costo dependiente de un modelo.
Cuando se deben considerar múltiples funciones de costo, la selección del futuro estado a aplicar
se dificulta. Para resolver esto, la alternativa m´as simple es unirlas como una suma ponderada,
utilizando factores de peso. Sin embargo, su correcta selecci´on es un problema en la pr´actica.
Una aplicaci´on para la cual FS-MPC es particularmente interesante es el convertidor
matricial. El convertidor matricial es un convertidor a.c.-a.c. constituido por 9 switches bidirec cionales que interconectan las fases de entrada con las de salida. Producto del elevado n´umero
de estados de conmutaci´on, y a la relaci´on directa entre las variables de entrada y salida, su
control es m´as complejo que el de las estructuras back-to-back con enlace d.c..
En este documento se investigan alternativas a la suma ponderada en la aplicaci´on de
FS-MPC al convertidor matricial. El objetivo es eliminar la necesidad de factores de peso. Se
comienza por el estudio de la aplicaci´on de FS-MPC en este convertidor, revisando las posibles
estrategias para el control simult´aneo de su entrada como de su salida. A continuaci´on, se
introduce el problema de determinaci´on del factor de peso. Posteriormente, el problema inicial se
transforma en una selecci´on multicriterio a resolver en cada tiempo de muestreo. Considerando
esto, se proponen y verifican tres estrategias para seleccionar los estados de conmutaci´on a
aplicar, dos basadas en ranking ordinal y una basada en l´ogica difusa. Mediante simulaci´on,
se comprueba que las estrategias propuestas permiten una operaci´on adecuada, eliminando
los factores de peso. Finalmente, se prueba la estrategia basada en l´ogica difusa en un setup
experimental, obteniendo buenos resultados sin necesidad de factores de peso
Description
Tesis presentada para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Eléctrica.