PREDICTIVE CONTROL OF POWER CONVERTERS.

Abstract

Los desarrollos en la teoría de control y la gran potencia de cálculo de los nuevos microprocesadores disponibles hoy, hacen posible la investigación en nuevas estrategias de control más inteligentes para convertidores de potencia. Una estrategia muy interesante es el control predictivo basado en modelos (MPC) el cual, aunque fue desarrollado en los, aos 60, ha sido aplicado recientemente al control de convertidores y accionamientos eléctricos. MPC tiene una serie de ventajas que son muy útiles para el control de convertidores: buena respuesta dinámica, y las no linealidades y restricciones del sistema pueden ser fácilmente incluidas en el modelo y la ley de control. Por otro lado, la naturaleza discreta de los convertidores facilita la implementación del problema de optimización pudiendose evaluar directamente todos los estados posibles. En esta tesis se propone el uso de MPC para el control de convertidores. Un modelo de tiempo discreto del sistema se usa para predecir el comport miento de las variables a controlar. El comportamiento de estas variables se predice para cada estado de conmutación posible del convertidor. Se define una función de costo que representa el comportamiento deseado del sistema, y es usada como criterio de selección del estado óptimo. El estado de conmutación que minimiza la función de costo es seleccionado y se aplicará durante el periodo de muestreo siguiente. La estrategia de control propuesta es aplicada en esta tesis en el control de un inversor trifásico de dos niveles y un rectificador de frente activo trifásico de dos niveles, considerando el control de corriente en la carga, control del espectro de la corriente en la carga, control de torque y flujo en una máquina de inducción, control de voltaje en un filtro LC, control de corriente de entrada de un rectificador y control de potencia en un rectificador. Estas estrategias de control predictivo fueron evaluadas en un primer momento mediante simulaciones usando Matlab/Simulink, y posteriormente fueron validadas con resultados experimentales. El control predictivo presenta un enfoque distinto que permite controlar efectivamente los con<U+00AD>vertidores de potencia. Esta estrategia está abierta a ser aplicada a otras topologías de convertidores y a controlar otros tipos de variables.