Particle Swarm Optimization for Robust Control Tuning Applied to Uninterruptible Power Supplies

Sintonia automática de parâmetros de controladores LQR aplicados a inversores conectados à rede

“…Por fim, no cenário de controle de conversores de potência, o algoritmo PSO já foi utilizado, por exemplo, na sintonia de um DLQR para o controle da tensão de saída de uma UPS em (Borin et al, 2019;Mattos et al, 2020). A seção a seguir apresenta o uso deste algoritmo para a sintonia automática de um DLQR robusto aplicado ao controle das correntes injetadas na rede de um GTI sujeito a incertezas paramétricas.…”

Projeto Automático de Controladores com Duas Malhas no Espaço de Estados Aplicado a Conversores de Potência

“…Visando manter as boas propriedades de margem de fase e margem de ganho obtidas ao utilizar controladores DLQR, porém mitigando as dificuldades de escolha por tentativa e erro de Q e R, descritas anteriormente, é proposto aqui um procedimento automático de projeto, baseado no algoritmo PSO [15], [22]. Este algoritmo será utilizado para obter o ganho K 1 e, simultaneamente, para encontrar as matrizes de ponderação Q e R, de modo a obter ganhos K ρ e K dd , tais que o sistema em malha fechada seja otimizado, conforme descrito a seguir.…”

“…O algoritmo PSO foi escolhido pela sua capacidade de obter resultados em tempo computacional razoável, pela boa inspeção de grandes espaços de busca, pela capacidade de evitar mínimos locais, e pela descrição computacional simples em relação a outros métodos, como algoritmos genéticos [15], [23], [24]. O algoritmo PSO é detalhado no Apêndice 1.…”

“…Uma dificuldade intrínseca ao projeto de LQRs é correlacionar os pesos da função custo com as respostas dinâmicas do sistema em malha fechada. Esta dificuldade pode ser superada com a sintonia automática de LQRs por meio de meta-heurísticas, com viabilidade confirmada experimentalmente, por exemplo, em aplicações em conversores CC-CC e fontes ininterruptas de energia (do inglês, Uninterruptible Power Supplies -UPSs) [15], [17], [18]. A estratégia de realimentação de estados também pode ser usada para sintonizar controladores operando em cascata, com uma malha interna de corrente e uma malha externa de tensão [18], [19].…”

“…Porém, em um problema prático, há incertezas paramétricas no conversor. Desta forma, nesta etapa é realizada a análise da estabilidade e desempenho sob incertezas paramétricas, por meio da análise dos autovalores do sistema em malha fechada, dados a partir de G p 4 em(16), e por meio da resposta em frequência do modelo(15).D. Etapa IVPor fim, é feita a validação dos controladores projetados, por meio de implementações em hardware-in-the-Loop.…”