Control basado en linealización por realimentación de un convertidor CC-CC con puentes duales activos alimentando una carga de potencia constante

Autores
Rodríguez, Federico; Garrido, Daniel Oscar; Núñez, Rubén Orlando; Oggier, German Gustavo; García, Guillermo Osvaldo
Año de publicación
2023
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Este trabajo presenta una estrategia de control basada en la técnica de linealización por realimentación para regular la tensión a bornes de una carga de potencia constante alimentada por un Convertidor con Puentes Duales Activos (CPDA). Se propone utilizar un cambio de coordenadas no lineal correspondiente a la suma de las energías en los capacitores de puertos del CPDA para evitar que existan dinámicas internas que pueden inestabilizar al sistema. Se presentan resultados de simulación y experimentales que permiten validar la estrategia de control propuesta, a partir de los cuales se puede verificar una buena respuesta dinámica y en régimen permanente del sistema ante variaciones significativas en la potencia transferida. En forma adicional, mediante un análisis en el plano de fase se estudia la estabilidad del control para diferentes condiciones iniciales de las tensiones en los puertos del convertidor. A partir de los resultados de este análisis, se puede corroborar que para una determinada potencia a transferir, existe una tensión inicial mínima sobre la carga por encima de la cual el sistema es estable.
This paper presents a control strategy based on the feedback linearization technique to regulate the voltage at the terminals of a constant power load fed by a Dual Active Bridge (DAB) Converter. A nonlinear change of coordinates corresponding to the sum of the energies in the capacitors is used to avoid internal dynamics that could destabilize the system. Simulation and experimental results are presented to validate the proposed control strategy, from which a good dynamic and steady state response can be verified under significant variations in the transferred power. Furthermore, the stability of the control for different initial conditions of the voltages in the converter ports is studied using a phase plane analysis. These results confirm that for a given power to be transferred, there is a minimum initial voltage on the load above which the system is stable.
Fil: Rodríguez, Federico. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Garrido, Daniel Oscar. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Núñez, Rubén Orlando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; Argentina
Fil: Oggier, German Gustavo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: García, Guillermo Osvaldo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Materia
Convertidor CC-CC con puentes duales activos
Electrónica de potencia
Control no lineal
Linealización por realimentación
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Se presentan resultados de simulación y experimentales que permiten validar la estrategia de control propuesta, a partir de los cuales se puede verificar una buena respuesta dinámica y en régimen permanente del sistema ante variaciones significativas en la potencia transferida. En forma adicional, mediante un análisis en el plano de fase se estudia la estabilidad del control para diferentes condiciones iniciales de las tensiones en los puertos del convertidor. A partir de los resultados de este análisis, se puede corroborar que para una determinada potencia a transferir, existe una tensión inicial mínima sobre la carga por encima de la cual el sistema es estable.This paper presents a control strategy based on the feedback linearization technique to regulate the voltage at the terminals of a constant power load fed by a Dual Active Bridge (DAB) Converter. A nonlinear change of coordinates corresponding to the sum of the energies in the capacitors is used to avoid internal dynamics that could destabilize the system. Simulation and experimental results are presented to validate the proposed control strategy, from which a good dynamic and steady state response can be verified under significant variations in the transferred power. Furthermore, the stability of the control for different initial conditions of the voltages in the converter ports is studied using a phase plane analysis. These results confirm that for a given power to be transferred, there is a minimum initial voltage on the load above which the system is stable.Fil: Rodríguez, Federico. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Garrido, Daniel Oscar. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Núñez, Rubén Orlando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Oggier, German Gustavo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: García, Guillermo Osvaldo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. 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This paper presents a control strategy based on the feedback linearization technique to regulate the voltage at the terminals of a constant power load fed by a Dual Active Bridge (DAB) Converter. A nonlinear change of coordinates corresponding to the sum of the energies in the capacitors is used to avoid internal dynamics that could destabilize the system. Simulation and experimental results are presented to validate the proposed control strategy, from which a good dynamic and steady state response can be verified under significant variations in the transferred power. Furthermore, the stability of the control for different initial conditions of the voltages in the converter ports is studied using a phase plane analysis. These results confirm that for a given power to be transferred, there is a minimum initial voltage on the load above which the system is stable.
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Rodríguez, Federico; Garrido, Daniel Oscar; Núñez, Rubén Orlando; Oggier, German Gustavo; García, Guillermo Osvaldo; Control basado en linealización por realimentación de un convertidor CC-CC con puentes duales activos alimentando una carga de potencia constante; Comité Español de Automática; Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial; 20; 3; 1-2023; 237-246
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