Controle preditivo de modelo robusto chaveado via LMI para controle de tensão do conversor Boost e sistemas LPV

Abstract

Este estudo apresenta uma abordagem de controle preditivo robusto comutado para resolver problemas lineares com variação no tempo. Utilizando o teorema de estabilidade de Lyapunov- Metzler, a pesquisa também aplica o controle preditivo robusto baseado em modelo chaveado ao conversor boost com célula de comutação de três estados, considerando o modelo equivalente do Boost.A metodologia proposta busca estabilizar o índice de desempenho quadrático ao longo de um horizonte de predição infinito, utilizando desigualdades matriciais lineares (do inglês, Linear Matriz Inequalities - LMI). A estabilidade em malha-fechada é analisada considerando elipsoides de fronteira, e a técnica é avaliada por meio de testes comparativos utilizando dois exemplos de referência. O foco está na resposta no tempo, nos índices de desempenho e no controle da tensão de saída do conversor Boost. Os resultados em ambas as aplicações demonstram a superioridade da abordagem proposta em relação aos métodos de referência, tanto em termos de tempo de resposta quanto de índices de desempenho. Além disso, a estabilização do conversor é mantida mesmo após variação dos parâmetros de projeto com base na comutação, como confirmado pelas elipsoides de estabilidade. Conclui-se que o teorema de controle preditivo proposto garante a estabilização em malha fechada e supera as técnicas de referência em termos de tempo de resposta e índices de desempenho. O estudo destaca a aplicabilidade da técnica de controle proposta em conversores e em sistemas LPV, considerando o princípio do modelo comutado. Como trabalhos futuros, sugere-se a exploração de abordagens de retroalimentação de saída e aplicações do estudo proposto em plantas experimentais