Implementación de plataforma de hardware in the loop (HIL) aplicado a electrónica de potencia

En el presente trabajo se plantea el desarrollo de una plataforma de “Hardware in the loop” (HIL) aplicada a convertidores de potencia y desarrollada para ser implementada usando como hardware de destino las DSP TMS320F28335 del fabricante Texas Instrument. Con el objetivo de poder desarrollar una m...

Full description

Autores:
Rios Restrepo, Daniel
Morales Higuita, Maria Alejandra
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Instituto Tecnológico Metropolitano
Repositorio:
Repositorio ITM
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.itm.edu.co:20.500.12622/5588
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12622/5588
Palabra clave:
HIL
CCS
Simcoder
DSP
Convertidor Flyback
Linealización
Controlador
HIL
CCS
Simcoder
DSP
Flyback converter
Linearization
Controller
Sistemas de energía eléctrica
Filtros eléctricos activos
Convertidores de corriente eléctrica - Investigaciones
Convertidores de corriente eléctrica - Sistemas de control
Convertidores de corriente eléctrica - Métodos de simulación
Sistemas eléctricos - Simulación por computadores
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License
Acceso abierto
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description En el presente trabajo se plantea el desarrollo de una plataforma de “Hardware in the loop” (HIL) aplicada a convertidores de potencia y desarrollada para ser implementada usando como hardware de destino las DSP TMS320F28335 del fabricante Texas Instrument. Con el objetivo de poder desarrollar una metodología que les permita a las demás personas poder realizar este tipo de emulación y de esta manera apoyar los diferentes procesos de aprendizaje para el estudio de la electrónica de potencia y los productos de investigación relacionados. El proyecto se realizó haciendo uso de Matlab y de la herramienta SimCoder del software PSIM el cual permite a partir de modelos esquemáticos generar códigos automáticos que se pueden programar en el hardware anteriormente mencionado. Se partió de un diseño de un convertidor DC-DC elevador tipo FlyBack, al cual se le realizó una modelación matemática, se encuentran las ecuaciones diferenciales que describen su comportamiento y a partir de estas se realiza un diagrama de bloques discreto para generar el código de programación de la planta. Haciendo uso del software Matlab se linealizó el sistema usando el Jacobiano y luego se diseñó un controlador discreto que se programa de igual manera usando SimCoder en otra DSP. Como resultado final se logra una interconexión entre un DSP con la programación del modelo del convertidor y otra con el controlador digital diseñado, la variable evaluada fue el voltaje promedio a la salida del convertidor obteniendo una respuesta muy acorde a lo que sería el sistema implementado de manera real. Para la programación de ambas DSP se usa el sofware Code Compose Studio (CCS) de Texas instrument, desde el cual también se realizan las perturbaciones al sistema en tiempo real.
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El proyecto se realizó haciendo uso de Matlab y de la herramienta SimCoder del software PSIM el cual permite a partir de modelos esquemáticos generar códigos automáticos que se pueden programar en el hardware anteriormente mencionado. Se partió de un diseño de un convertidor DC-DC elevador tipo FlyBack, al cual se le realizó una modelación matemática, se encuentran las ecuaciones diferenciales que describen su comportamiento y a partir de estas se realiza un diagrama de bloques discreto para generar el código de programación de la planta. Haciendo uso del software Matlab se linealizó el sistema usando el Jacobiano y luego se diseñó un controlador discreto que se programa de igual manera usando SimCoder en otra DSP. Como resultado final se logra una interconexión entre un DSP con la programación del modelo del convertidor y otra con el controlador digital diseñado, la variable evaluada fue el voltaje promedio a la salida del convertidor obteniendo una respuesta muy acorde a lo que sería el sistema implementado de manera real. Para la programación de ambas DSP se usa el sofware Code Compose Studio (CCS) de Texas instrument, desde el cual también se realizan las perturbaciones al sistema en tiempo real.In the present work, the development of a "Hardware in the loop" (HIL) platform applied to power converters and developed to be implemented using the DSP TMS320F28335 from the manufacturer Texas Instrument is proposed. To be able to develop a methodology that allows other people to be able to carry out this type of emulation and in this way support the different learning processes for the study of power electronics and related research products. The project was carried out using Matlab and the SimCoder tool of the PSIM software, which allows, from schematic models, to generate automatic codes that can be programmed in the aforementioned hardware. It was based on a design of a FlyBack type booster DC-DC converter, to which mathematical modeling was carried out, the differential equations that describe its behavior are found and from these a discrete block diagram is made to generate the programming code. of the plant. Using the Matlab software, the system was linearized using the Jacobian and then a discrete controller was created that is programmed in the same way using SimCoder in another DSP. As a final result, interconnection is achieved between a DSP with the programming of the converter model and another with the designed digital controller, the variable evaluated was the average voltage at the output of the converter, obtaining a response very much in line with what the implemented system would be. royal way. For the programming of both DSPs, the Texas instrument Code Composer Studio (CCS) software is used, since it also performs disturbances to the system in real-time.Ingeniero Mecatrónicopregradoapplication/pdfspahttp://creativecommons. org/licenses/by-nc-nd/4.0/HILCCSSimcoderDSPConvertidor FlybackLinealizaciónControladorHILCCSSimcoderDSPFlyback converterLinearizationControllerSistemas de energía eléctricaFiltros eléctricos activosConvertidores de corriente eléctrica - InvestigacionesConvertidores de corriente eléctrica - Sistemas de controlConvertidores de corriente eléctrica - Métodos de simulaciónSistemas eléctricos - Simulación por computadoresImplementación de plataforma de hardware in the loop (HIL) aplicado a electrónica de potenciaImplementation of hardware in the loop platform (HIL) applied to power electronics.Facultad de IngenieríasIngeniería MecatrónicaInstituto Tecnológico MetropolitanoAcceso abiertoAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Trabajo de grado de pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPublicationORIGINALRiosRestrepo_MoralesHiguita_2022.pdfRiosRestrepo_MoralesHiguita_2022.pdfTrabajo de gradoapplication/pdf2282626https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/43a82296-46e8-4e1c-95a4-8d380b427839/downloada38ed7f008148868d59aadab6c9b9762MD56trueAnonymousREADCarta-de-autorizacion-de-divulgacion-del-trabajo-de-grado.pdfCarta-de-autorizacion-de-divulgacion-del-trabajo-de-grado.pdfCarta autorizacionapplication/pdf118859https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/02ea6bc5-b365-4d97-9395-39cae964fcf9/download25b10b49f6ceb86ee7aa323b11848d1eMD57falseAnonymousREAD2070-12-31APENDICE A.pdfAPENDICE A.pdfApéndice A, Manual.application/pdf2738307https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/263bc35c-b036-4f90-bde0-16afb1000336/download9d59d5f789421d10e13e648b6087a85eMD53falseAnonymousREADAPENDICE B.pdfAPENDICE B.pdfApéndice B, Guía de laboratorio.application/pdf443184https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/c28632c1-662e-4cb8-9794-04c4b6ee45c2/download4c7f5326a9ebe39bd10e1b1ca29489b9MD54falseAnonymousREADTHUMBNAILRiosRestrepo_MoralesHiguita_2022.pdf.jpgRiosRestrepo_MoralesHiguita_2022.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5484https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/aab7efcf-6751-4ece-a87b-ba37c617d37b/download939ec6e7d2373187203d4b60526bf50bMD58falseAnonymousREADCarta-de-autorizacion-de-divulgacion-del-trabajo-de-grado.pdf.jpgCarta-de-autorizacion-de-divulgacion-del-trabajo-de-grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg7595https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/819ae428-1c4f-4efb-9eca-b195789a4a83/downloadbb8a9f19a971331547cad777dacca899MD59falseAnonymousREADAPENDICE A.pdf.jpgAPENDICE A.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8258https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/02b10520-2423-4fbb-beea-5a873d2415a3/downloadbf5dbced8fbdc82c618e752b1d9fc745MD510falseAnonymousREADAPENDICE B.pdf.jpgAPENDICE B.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg7375https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/c44b2869-9a26-4094-bf26-d491182a0269/download89b8535b09a7db97ce9f1dcee11a1f82MD511falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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