Análisis de estabilidad de convertidores de segundo orden con la metodología de optimización de suma de polinomios cuadráticos
Este documento presenta un método para determinar la estabilidad de los convertidores de segundo orden como lo son el convertidor Buck, Boost, Buck-Boost y el Buck-Boost no inversor con control PI, mediante el uso de suma de cuadrados, (Sum Of Squares, SOS). Con el uso del método SOS se garantiza la...
- Autores:
-
Herrera-Pérez, Jhon Jairo
Garcés-Ruiz, Alejandro
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Bolívar
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTB
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- Palabra clave:
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Buck
Boost
Lyapunov
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Este documento presenta un método para determinar la estabilidad de los convertidores de segundo orden como lo son el convertidor Buck, Boost, Buck-Boost y el Buck-Boost no inversor con control PI, mediante el uso de suma de cuadrados, (Sum Of Squares, SOS). Con el uso del método SOS se garantiza la obtención de una función cuadrática de Lyapounov para cada convertidor, garantizando así la estabilidad de los mismos. Esta metodología es útil tanto para el ámbito académico como para futuras implementaciones de micro-redes DC. |
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Con el uso del método SOS se garantiza la obtención de una función cuadrática de Lyapounov para cada convertidor, garantizando así la estabilidad de los mismos. Esta metodología es útil tanto para el ámbito académico como para futuras implementaciones de micro-redes DC.This paper presents a non-linear method based on sum-of-squares (SOS), to determine the stability of equilibrium points for the Buck, Boost, Buck-Boost and No inversor Buck-Boost converters. These converters share a similar structure with a PI controller to regulate the output voltage. A quadratic Lyapunov function is proposed in all cases, and the conditions for stability are evaluated using convex optimization based on SOS models. The methodology is useful for academic purposes but also in practical applications like DC microgrids. Simulation results shows the advantages of the proposed method.11 páginasapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución 4.0 Internacionalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Transactions on Energy Systems and Engineering: TeseaAnálisis de estabilidad de convertidores de segundo orden con la metodología de optimización de suma de polinomios cuadráticosinfo:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Algoritmo de optimizaciónRed de corriente directaBuckBoostLyapunovSuma de cuadradosConvertidor DC-DCMicro-red DCConvertidor de segundo ordenEstabilidadLEMBCartagena de IndiasCampus TecnológicoIngeniería ElectrónicaInvestigadoresA. Papachristodoulou, J. Anderson, G. V. S. P. P. S. and Parrilo, P. A. (2013).SOSTOOLS:Sum of squares optimization toolbox for MATLAB.http://arxiv.org/abs/1310.4716.Availablefromhttp://www.eng.ox.ac.uk/control/sostools,http://www.cds.caltech.edu/sostoolsandhttp://www.mit.edu/ ̃parrilo/sostools.Blekherman, G., Parrilo, P. A., and Thomas, R. R. (2012). Semidefinite optimization and convex algebraic geometry. SIAM.Garcés, A. (2019). Stability analysis of dc-microgrids: A gradient formulation.Journal of Control, Automation andElectrical Systems, pages 1–9.Garcés, A. and Montoya, O.-D. (2019). A potential function for the power flow in dc microgrids: An analysis ofthe uniqueness and existence of the solution and convergence of the algorithms. Journal of Control, Automation and Electrical Systems, 30(5):794–801. doi:10.1007/s40313-019-00489-4.Joseph, S. C., Ashok, S., and Dhanesh, P. (2017). Low voltage direct current (lvdc) nanogrid for home application.In2017 IEEE Region 10 Symposium (TENSYMP), pages 1–5. IEEE.Hale, J. (2009).Ordinary Differential Equations. Dover Books on Mathematics Series. Dover Publications.Li, H., Guo, Z., Ren, F., Zhang, X., and Zhang, B. (2017). A stability analysis method based on floquet theoryfor multi-stage dc-dc converters system. In2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), pages 3025–3029. IEEE.Li, H., Ren, F., Shang, J., Zhang, B., Lü, J., and Qi, H. (2016). A novel large-signal stability analysis approach basedon semi-tensor product of matrices with lyapunov stability theorem for dc-dc converters. In2016 IEEE EnergyConversion Congress and Exposition (ECCE), pages 1–5. IEEE.Lopes, J. A. P., Madureira, A. G., and Moreira, C. C. L. M. (2013). A view of microgrids.Wiley InterdisciplinaryReviews: Energy and Environment, 2(1):86–103.Sadabadi, M. S., Shafiee, Q., and Karimi, A. (2017). Plug-and-play robust voltage control of dc microgrids.IEEETransactions on Smart Grid, 9(6):6886–6896.Shang, J., Li, H., You, X., Zheng, T. Q., and Wang, S. (2015). 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Journal of Process Control, 10(4):363 – 385. https://doi.org/10.1016/S0959-1524(99)00056-6http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1ORIGINALAn_lisis_de_estabilidad_de_convertidores_de_segundo_orden_con_la_metodolog_a_de_optimizaci_n_de_suma_de_polinomios_cuadr_ticos_How_to_cite_this_articl (1).pdfAn_lisis_de_estabilidad_de_convertidores_de_segundo_orden_con_la_metodolog_a_de_optimizaci_n_de_suma_de_polinomios_cuadr_ticos_How_to_cite_this_articl (1).pdfapplication/pdf624396https://repositorio.utb.edu.co/bitstream/20.500.12585/9938/1/An_lisis_de_estabilidad_de_convertidores_de_segundo_orden_con_la_metodolog_a_de_optimizaci_n_de_suma_de_polinomios_cuadr_ticos_How_to_cite_this_articl%20%281%29.pdf7d0948c06bcd79d318b4f2d7bf028bdfMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8908https://repositorio.utb.edu.co/bitstream/20.500.12585/9938/2/license_rdf0175ea4a2d4caec4bbcc37e300941108MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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(1).pdf.jpgAn_lisis_de_estabilidad_de_convertidores_de_segundo_orden_con_la_metodolog_a_de_optimizaci_n_de_suma_de_polinomios_cuadr_ticos_How_to_cite_this_articl (1).pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg78594https://repositorio.utb.edu.co/bitstream/20.500.12585/9938/5/An_lisis_de_estabilidad_de_convertidores_de_segundo_orden_con_la_metodolog_a_de_optimizaci_n_de_suma_de_polinomios_cuadr_ticos_How_to_cite_this_articl%20%281%29.pdf.jpge271c91426076c4bc8dc8a8488614691MD5520.500.12585/9938oai:repositorio.utb.edu.co:20.500.12585/99382021-02-15 12:46:06.502Repositorio Institucional 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