Generación de CA a partir de convertidores CD/CD para el manejo de motores: diseño de estrategias de control e implementación

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se diseñan controladores robustos para los sistemas: inversor Buck de puente completo–motor de CD, convertidor de CD/CD Boost–inversor–motor de CD y convertidor de CD/CD Buck–Boost–inversor–motor de CD. Tales controladores hacen uso del concepto de planitud diferencial para resolver el seguimiento de velocidad angular en la flecha del motor de CD. Para el diseño de los controladores jerárquicos en los sistemas que hacen uso de los convertidores Boost y Buck-Boost, fue necesario primero desarrollar modelos matemáticos alternativos para tales convertidores. Esto debido a que el voltaje de salida de los modelos matemáticos comúnmente utilizados para los convertidores Boost y Buck-Boost corresponden a una variable de fase no mínima. El buen desempeño y la robustez de los controladores es verificado tanto a nivel simulación como experimentación en cada sistema. ABSTRACT: This work presents the design of robust controllers for the systems: full-bridge Buck inverter-DC motor, DC/DC Boost-inverter-DC motor, and DC/DC Buck-Boost-inverter- DC motor. These controllers exploits the differential flatness concept in order to solve the angular velocity tracking task in the motor shaft. With the aim of designing the hierarchical controllers for the systems that use the Boost and the Buck-Boost converters, alternative mathematical models for both converters were developed. This, since the output voltage of the mathematical models commonly used for the Boost and the Buck- Boost converters corresponds to a non-minimum phase variable. The good performance and robustness of the designed controllers are verified via simulations and experimental results for each system.