Controle de sistemas chaveados e aplicações

Abstract

Resumo: Esta tese apresenta uma metodologia para análise e desenvolvimento de estratégias de controle para sistemas chaveados. Inicialmente, são estabelecidas condições de projeto para uma lei de chaveamento baseada na função ?max? considerando o caso de sistemas chaveados afins. As condições garantem que o sistema chaveado, sob efeito da lei de chaveamento projetada, apresente estabilidade global e assintótica, mesmo com a ocorrência de modos deslizantes em qualquer superfície de chaveamento do sistema. A principal contribuição das condições de projeto propostas é que as mesmas não exigem a existência de uma combinação Hurwitz estável das matrizes de dinâmicas dos subsistemas que compõem o sistema chaveado afim. Com base nestas condições, uma metodologia de projeto é proposta empregando desigualdades matriciais lineares (Linear Matrix Inequalities - LMIs) como ferramenta de trabalho. A descrição das condições de projeto como um problema LMI faz com que seja necessária a existência de uma combinação Hurwitz estável das matrizes de dinâmicas dos subsistemas. Na sequência, são incluídos critérios de desempenho no projeto da lei de chaveamento. Dois requisitos de desempenho foram tratados: o custo garantido e a atenuação de distúrbio. Finalmente, a metodologia de projeto é estendida para uma classe de sistemas chaveados não lineares, tendo como estudos de caso aplicações de controle de motores de indução acionados por inversores e controle de aerogeradores de indução conectados à rede elétrica com conversores. Dentre as diferentes topologias de aerogeradores, a escolhida para o estudo foi a do Gerador de Indução de Dupla Alimentação (Doubly Fed Induction Generator - DFIG). Todos os resultados propostos foram ilustrados através de exemplos numéricos baseados em sistemas acadêmicos e em modelos que reproduzem as condições reais de aplicação de conversores de potência, motores de indução e aerogeradores. <br>