Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC

El objetivo principal de este trabajo es obtener concordancia entre los resultados numéricos obtenidos vía modelización matemática, y los resultados experimentales, en un convertidor reductor (convertidor buck) controlado con la técnica ZAD-FPIC. En este documento se presentan los resultados numéric...

Full description

Autores:
Hoyos Velasco, Fredy Edimer
Tipo de recurso:
Doctoral thesis
Fecha de publicación:
2012
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/11467
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11467
http://bdigital.unal.edu.co/8899/
Palabra clave:
0 Generalidades / Computer science, information and general works
51 Matemáticas / Mathematics
62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Control con ZAD-FPIC
convertidor buck
diagramas de bifurcaciones
control de caos
regulación
quantización
PWM
atraso de tiempo // ZAD-FPIC controller
buck converter
bifurcation diagram
chaos control
regulation
quantization
PWM
time delay
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
id UNACIONAL2_b96108621769bfc16201ee63d5402f39
oai_identifier_str oai:repositorio.unal.edu.co:unal/11467
network_acronym_str UNACIONAL2
network_name_str Universidad Nacional de Colombia
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC
dc.title.translated.Spa.fl_str_mv Effects of non modeled elements and input signals digitalization and control in the behavior of the buck converter controlled with ZAD-FPIC
title Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC
spellingShingle Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC
0 Generalidades / Computer science, information and general works
51 Matemáticas / Mathematics
62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Control con ZAD-FPIC
convertidor buck
diagramas de bifurcaciones
control de caos
regulación
quantización
PWM
atraso de tiempo // ZAD-FPIC controller
buck converter
bifurcation diagram
chaos control
regulation
quantization
PWM
time delay
title_short Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC
title_full Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC
title_fullStr Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC
title_full_unstemmed Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC
title_sort Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC
dc.creator.fl_str_mv Hoyos Velasco, Fredy Edimer
dc.contributor.advisor.spa.fl_str_mv Angulo García, Fabiola (Thesis advisor)
Taborda Giraldo, John Alexander (Thesis advisor)
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv Hoyos Velasco, Fredy Edimer
dc.subject.ddc.spa.fl_str_mv 0 Generalidades / Computer science, information and general works
51 Matemáticas / Mathematics
62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
topic 0 Generalidades / Computer science, information and general works
51 Matemáticas / Mathematics
62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Control con ZAD-FPIC
convertidor buck
diagramas de bifurcaciones
control de caos
regulación
quantización
PWM
atraso de tiempo // ZAD-FPIC controller
buck converter
bifurcation diagram
chaos control
regulation
quantization
PWM
time delay
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv Control con ZAD-FPIC
convertidor buck
diagramas de bifurcaciones
control de caos
regulación
quantización
PWM
atraso de tiempo // ZAD-FPIC controller
buck converter
bifurcation diagram
chaos control
regulation
quantization
PWM
time delay
description El objetivo principal de este trabajo es obtener concordancia entre los resultados numéricos obtenidos vía modelización matemática, y los resultados experimentales, en un convertidor reductor (convertidor buck) controlado con la técnica ZAD-FPIC. En este documento se presentan los resultados numéricos y experimentales de la aplicación de la técnica ZAD-FPIC para controlar un convertidor de potencia tipo buck cuando se tiene un periodo de atraso en la señal de control. Primero se controla el sistema buck con carga resistiva y posteriormente se controla un sistema acoplado buck-motor. Inicialmente se usó un modelo simplidado del convertidor buck, ya que en muchos casos este modelo ha dado buenos resultados. Sin embargo, en este caso no fue así y se vió la necesidad de mejorar el modelo. Se adicionaron resistencias internas, resistencias de medida, la caída de voltaje en el diodo, y en la parte final se incluyeron efectos de cuantización, tanto en las variables sensadas como en la señal PWM. Para el sistema buck y buck-motor, se muestran resultados comparativos tanto numéricos como experimentales y se analiza el comportamiento del controlador ZAD-FPIC, así: i) se realizan variaciones instantáneas de señal de referencia, ii) se deja fijo el parámetro de control del ZAD y se varía el parámetro de control del FPIC, iii) se deja fijo el parámetro de control del FPIC y se varía el parámetro de control del ZAD, iv) se muestran los resultados de controlar únicamente con ZAD, v) se hacen pruebas con dos periodos de atraso, vi) se diseña un estimador de carga para hacer variaciones de la misma, y finalmente vii) se hacen perturbaciones en la entrada de alimentación / Abstract: The goal of this thesis is to obtain coherence between numerical results, obtained via the numerical simulation of the mathematical model, and the experimental results in a buck converter controlled via the combined ZAD-FPIC controller. Simulation and experimental results are presented in this document when one delay period is considered in the output of the ZAD-FPIC controller. Initially, the buck system with resistive load is controlled, and afterwards the coupled system: buck-motor. At the beginning, a simplied mathematical model of the buck converter was used, due to in several cases this model has lead to acceptable results. However, the model had to be improved so as to obtain coherent results with the experimental prototype. The proposed mathematical model includes: internal resistances, measures resistances, and the Diode forward voltage, furthermore, quantization effects, in the measured variables and the PWM control signal, were included in the mathematical model. Comparative results between numerics and experiments are shown for the system buck and buck-motor, and the ZAD-FPIC controller is analyzed when: i) the reference signal includes instantaneous variations, ii) the parameter of the ZAD controller is kept constant while the parameter of FPIC controller is varied, iii) the parameter of the FPIC controller is kept constant while the parameter of the ZAD controller is varied, iv) the ZAD controller is only applied, v) a two periods delay is also considered; vi) a load estimator is designed, and finally vii) when disturbances in the supply voltage signal are applied. A better coherence between theoretical simulation results and experiments was attained by improving the mathematical model of the system, including the quantization effects and the time delay
publishDate 2012
dc.date.issued.spa.fl_str_mv 2012
dc.date.accessioned.spa.fl_str_mv 2019-06-25T00:00:14Z
dc.date.available.spa.fl_str_mv 2019-06-25T00:00:14Z
dc.type.spa.fl_str_mv Trabajo de grado - Doctorado
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type.version.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.content.spa.fl_str_mv Text
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/TD
format http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
status_str acceptedVersion
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11467
dc.identifier.eprints.spa.fl_str_mv http://bdigital.unal.edu.co/8899/
url https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11467
http://bdigital.unal.edu.co/8899/
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.ispartof.spa.fl_str_mv Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Facultad de Ingeniería y Arquitectura Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Computación
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Computación
dc.relation.references.spa.fl_str_mv Hoyos Velasco, Fredy Edimer (2012) Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC = Effects of non modeled elements and input signals digitalization and control in the behavior of the buck converter controlled with ZAD-FPIC. Doctorado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales.
dc.rights.spa.fl_str_mv Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia
dc.rights.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.license.spa.fl_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv application/pdf
institution Universidad Nacional de Colombia
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11467/1/7908502.2012.pdf
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11467/2/7908502.2012.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 783df772d694e9ead6c2a0daf71133cb
089734ac58f8c8a00d0f59f442b9f899
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia
repository.mail.fl_str_mv repositorio_nal@unal.edu.co
_version_ 1814090186949132288
spelling Atribución-NoComercial 4.0 InternacionalDerechos reservados - Universidad Nacional de Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Angulo García, Fabiola (Thesis advisor)15f9a0c8-5e3a-4fa0-8d5a-a0be262cf794Taborda Giraldo, John Alexander (Thesis advisor)8323ff7f-e93a-4bda-b62a-4a7798cfef78Hoyos Velasco, Fredy Edimera6dfb25b-deb5-44d4-9ece-07819889ae9c3002019-06-25T00:00:14Z2019-06-25T00:00:14Z2012https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11467http://bdigital.unal.edu.co/8899/El objetivo principal de este trabajo es obtener concordancia entre los resultados numéricos obtenidos vía modelización matemática, y los resultados experimentales, en un convertidor reductor (convertidor buck) controlado con la técnica ZAD-FPIC. En este documento se presentan los resultados numéricos y experimentales de la aplicación de la técnica ZAD-FPIC para controlar un convertidor de potencia tipo buck cuando se tiene un periodo de atraso en la señal de control. Primero se controla el sistema buck con carga resistiva y posteriormente se controla un sistema acoplado buck-motor. Inicialmente se usó un modelo simplidado del convertidor buck, ya que en muchos casos este modelo ha dado buenos resultados. Sin embargo, en este caso no fue así y se vió la necesidad de mejorar el modelo. Se adicionaron resistencias internas, resistencias de medida, la caída de voltaje en el diodo, y en la parte final se incluyeron efectos de cuantización, tanto en las variables sensadas como en la señal PWM. Para el sistema buck y buck-motor, se muestran resultados comparativos tanto numéricos como experimentales y se analiza el comportamiento del controlador ZAD-FPIC, así: i) se realizan variaciones instantáneas de señal de referencia, ii) se deja fijo el parámetro de control del ZAD y se varía el parámetro de control del FPIC, iii) se deja fijo el parámetro de control del FPIC y se varía el parámetro de control del ZAD, iv) se muestran los resultados de controlar únicamente con ZAD, v) se hacen pruebas con dos periodos de atraso, vi) se diseña un estimador de carga para hacer variaciones de la misma, y finalmente vii) se hacen perturbaciones en la entrada de alimentación / Abstract: The goal of this thesis is to obtain coherence between numerical results, obtained via the numerical simulation of the mathematical model, and the experimental results in a buck converter controlled via the combined ZAD-FPIC controller. Simulation and experimental results are presented in this document when one delay period is considered in the output of the ZAD-FPIC controller. Initially, the buck system with resistive load is controlled, and afterwards the coupled system: buck-motor. At the beginning, a simplied mathematical model of the buck converter was used, due to in several cases this model has lead to acceptable results. However, the model had to be improved so as to obtain coherent results with the experimental prototype. The proposed mathematical model includes: internal resistances, measures resistances, and the Diode forward voltage, furthermore, quantization effects, in the measured variables and the PWM control signal, were included in the mathematical model. Comparative results between numerics and experiments are shown for the system buck and buck-motor, and the ZAD-FPIC controller is analyzed when: i) the reference signal includes instantaneous variations, ii) the parameter of the ZAD controller is kept constant while the parameter of FPIC controller is varied, iii) the parameter of the FPIC controller is kept constant while the parameter of the ZAD controller is varied, iv) the ZAD controller is only applied, v) a two periods delay is also considered; vi) a load estimator is designed, and finally vii) when disturbances in the supply voltage signal are applied. A better coherence between theoretical simulation results and experiments was attained by improving the mathematical model of the system, including the quantization effects and the time delayDoctoradoapplication/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia Sede Manizales Facultad de Ingeniería y Arquitectura Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y ComputaciónDepartamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y ComputaciónHoyos Velasco, Fredy Edimer (2012) Efectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPIC = Effects of non modeled elements and input signals digitalization and control in the behavior of the buck converter controlled with ZAD-FPIC. Doctorado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales.0 Generalidades / Computer science, information and general works51 Matemáticas / Mathematics62 Ingeniería y operaciones afines / EngineeringControl con ZAD-FPICconvertidor buckdiagramas de bifurcacionescontrol de caosregulaciónquantizaciónPWMatraso de tiempo // ZAD-FPIC controllerbuck converterbifurcation diagramchaos controlregulationquantizationPWMtime delayEfectos de elementos no modelados y la digitalización de las señales y el control, en el comportamiento del convertidor reductor controlado con ZAD-FPICEffects of non modeled elements and input signals digitalization and control in the behavior of the buck converter controlled with ZAD-FPICTrabajo de grado - Doctoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TDORIGINAL7908502.2012.pdfapplication/pdf5060612https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11467/1/7908502.2012.pdf783df772d694e9ead6c2a0daf71133cbMD51THUMBNAIL7908502.2012.pdf.jpg7908502.2012.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4220https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11467/2/7908502.2012.pdf.jpg089734ac58f8c8a00d0f59f442b9f899MD52unal/11467oai:repositorio.unal.edu.co:unal/114672023-09-18 23:06:00.745Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co