Control robusto de convertidores conmutados de cc/cc mediante desigualdades matriciales lineales

Abstract

En este trabajo se presentó el análisis, diseño, e implementación analógica de estrategias de control robusto utilizando desigualdades matriciales lineales (LMI) en el mejoramiento de la dinámica de los convertidores conmutados de CC/CC. Inicialmente, se exponen aspectos básicos del control robusto LMI y el procedimiento general de la síntesis, que consiste en encontrar las ganancias de realimentación que maximice el rechazo a perturbaciones satisfaciendo especificaciones transitorias y limitación sobre el esfuerzo de control. Luego, se propone el diseño de dos controladores robustos LMIs para convertidores con dos etapas en cascada. El primer controlador robusto consiste de una ley monovariable, mientras que el segundo de una ley multivariable. Finalmente, se presenta un enfoque de diseño de controladores difusos LMIs para convertidores básicos de CC/CC bilineales, garantizando la estabilidad y unas determinadas prestaciones en un rango de operación mucho más amplio alrededor del punto de equilibrio.

This thesis describes the theoretical background necessary to design and implement of analog robust control strategies based on Linear Matrix Inequalities (LMI). The control strategies proposed has been used in basic and cascaded of dc-dc converters topologies. The robust control methods can simplify and systematize the choice of feedback gains, taking into account the converters nonlinearities and uncertainties. These control methods ensure some prescribed restrictions on the pole placement and the control effort are met, and optimize the load disturbance rejection. The first method consists of two different robust controllers for dc-dc converters with two stages in cascade. The first robust controller is monovariable, this means, the duty-cycle is the same for the two switches, while the second robust controller is multivariable robust controller, this means, with independent duty cycles in each switch. Finally, the second method is a synthesis of fuzzy control based on LM I that has been adapted to bilinears basic dc-dc converters. Concretely, this technique is a linear-piecewise continuous control which optimizes the load disturbance rejection under pole placement constraints and duty-cycle limitation.