Predictive Control applied to Static Converters

Summary: O controle preditivo baseado em modelo (do inglês Model Predictive Control – MPC) é uma estratégia de controle não-linear que foi implementada inicialmente nas indústrias e, recentemente, é descrito como o maior avanço na teoria de controle das últimas décadas. Com o avanço tecnológico dos microcontroladores, o MPC também tem sido bastante estudado nas aplicações de eletrônica de potência.

O conceito de MPC é bem vasto e está presente em diversas áreas. O princípio do controle é prever os possíveis estados futuros de um sistema qualquer, em um determinado horizonte temporal, com base em seu modelo de estado espacial. Então, uma ação futura é escolhida para minimizar uma determinada função de custo, com base nas previsões e nos sinais referência.

Os métodos de MPC podem ser divididos em diversas classes distintas, a saber: i) Generalized Predictive Control – GPC); ii) Explicit Model Predictive Control – EMPC; iii) Optimal Switching Vector Model Predictive Control – OSV-MPC e iv) Optimal Switching Sequence Model Predictive Control – OSS-MPC.

De todas as classificações existentes a classe OSV-MPC é a mais adequada para aplicação em conversores de potência. Essa estratégia visa obter o melhor vetor de chaveamento para a próxima etapa e é simples de implementar, visto que o chaveamento do próprio conversor de potência pode ser interpretado como um evento discreto. Como desvantagem, essa classe de controle possuí uma frequência de chaveamento variável o que distribui o conteúdo harmônico ao longo do espectro de frequências e, portanto, dificulta o projeto de um filtro passivo.

Dessa forma, o objetivo principal deste projeto de pesquisa utilizar e desenvolver novos conceitos do MPC, mais especificamente do OSV-MPC, propondo a utilização do mesmo na implementação de diversos conversores de potência, tais como: i) conversores CC-CC; ii) conversores CC-CA; iii) conversores CA-CC e iv) conversores multiníveis.

Starting date: 15/05/2020
Deadline (months): 36

Participants:

Role	Name
Coordinator *	LUCAS FRIZERA ENCARNAÇÃO
Student Doctorate *	RENNER SARTÓRIO CAMARGO
Student Master *	VICTOR MANUEL RIVA DE OLIVEIRA