Modelagem e controle do conversor Dual Active Bridge (DAB)

Abstract

Esta dissertação trata do desenvolvimento de um novo modelo no domínio do tempo discreto para o conversor CC-CC Dual Active Bridge (DAB), utilizando uma aproximação de Taylor de segunda ordem no lugar da clássica aproximação bilinear encontrada na literatura. Esta aproximação permite melhorar a precisão do modelo discreto em um alcance maior de operação do conversor. Este modelo é uma das principais contribuições deste trabalho. Outra contribuição importante está relacionada com o projeto de um controlador não linear por realimentação linearizante a partir do modelo discreto com aproximação por serie de Taylor de segunda ordem, que apresenta melhores índices de desempenho quando comparado com controladores lineares. A implementação em um microcontrolador TMS320F28379D da Texas Instruments do controlador proposto e de controladores lineares, aos efeitos de realizar estudos comparativos utilizando modernas técnicas de simulação em tempo real (Hardware in the Loop), permite concluir sobre o desempenho do controlador proposto baseado em indicadores de desempenho ISE, IAE, ITSE e ITAE.

Abstract: This dissertation deals with the development of a new discrete time domain model for a power electronics converter, dc-dc Dual Active Bridge (DAB), using a second order Taylor approximation in place of the classical bilinear approximation found in the literature. This approach allows for improved discrete model accuracy over a longer operating range of the drive. This model is one of the main contributions of this work. Another important contribution is related to the design of a nonlinear linearising feedback controller derived from the discrete Taylor series approximation model, which presents better performance indices when compared to linear controllers. The implementation in the Texas Instruments TMS320F28379D microcontroller to the effects of comparative studies using modern hardware in the loop techniques allows us to conclude on the performance of the proposed controller based on ISE, IAE, ITSE and ITAE performance indicators.