Bumpless switching in control - A comparative study

Pasamontes, M.; Álvarez, José Domingo; Guzmán, José Luis; Berenguel, Manuel

doi:10.1109/etfa.2010.5641266

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“…The complexity can be significantly reduced for a few operating points with bumpless-transfer controllers, which have appeared in the literature as an ad-hoc adaptive control scheme [13], [14], [15], [16], [17]. The approach is less conservative, easier to synthesize, and easier to implement than a polytopic controller or other interpolation scheme [18] [19], and has a larger operating range than a nominal controller [20], [21]. For example, if an inverter is connected to a microgrid with an equivalent impedance that is much less than anticipated by the designer, then the inverter with a nominal controller will exhibit an unstable response as shown in Figure 2 and the inverter with a bumpless controller will exhibit a stable response as shown in Figure 3.…”

Section: Tsakalis@asuedumentioning

confidence: 99%

An Approach to Bumpless Control for LPV Modeled Inverters in a Microgrid

Steenis

Tsakalis

2014

IEEE Trans. Power Electron.

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Recent papers have shown advantages of robust controllers compared to controllers based on classical control theory. Further improvements in performance and stable operating range may be realized through the use of multiple robust controllers, but these are typically complicated to synthesize and implement. The complexity is somewhat relaxed for bumpless-transfer controllers, which have appeared in the literature as an ad-hoc gain-scheduling control scheme. The approach is less conservative, easier to synthesize, and easier to implement than a gain scheduled polytopic controller or other interpolation scheme, and has a larger operating range than a nominal controller. In this paper an inverter connected to a microgrid is modeled as a linear parameter varying (LPV) system and bumpless controllers are scheduled using polytopic coordinates and applied to inverters in a microgrid.

show abstract

Section: Tsakalis@asuedumentioning

confidence: 99%

An Approach to Bumpless Control for LPV Modeled Inverters in a Microgrid

Steenis

Tsakalis

2014

IEEE Trans. Power Electron.

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“…Possible large deviations from the mean values, together with the hybrid architecture of the thermal controller may cause discontinuities in the control signals. To handle these discontinuities suitable management policies and procedures has been developed, like ramp filters and hysteresis switching techniques [13].…”

Section: Control Systemmentioning

confidence: 99%

Coupled controller for energy saving in building automation based on a thermodynamic and illumination model

Zanoli

Barchiesi

Barboni³

2011

2011 19th Mediterranean Conference on Control &Amp; Automation (MED)

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Reduction of energy consumption in buildings ispresently a key aspect with respect to the reduction of C0 2 emissions which is increasing every day its importance. Energy saving can be achieved through an efficient management of heat and lighting devices and with the exploitation of renewable sources, like sun. In the present paper a Building and Home Automation system that integrates energy-consuming sources for heat and light power supply, such as heat pumps and artificial lights with green energy-supplying sources like fresh air flow and natural illuminance has been proposed. A model of the thermodynamic and lighting behavior of a building has been preliminarily developed which is essential for the simulations and tests of the proposed Building Automation control policies. In the proposed control system, techniques of natural heating and daylight penetration are used to minimize electric lighting as well as electric heating that are integrated in an interconnected control loop. In order to balance the energy savings and comfort of users suitable control logic have been implemented.

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“…Hay trabajos que extienden o combinan algunas de las técnicas ya propuestas, como (Zhang et al, 2005) que combina la técnica de seguimiento de Graebe and Ahlén (1996) con el método de acondicionamiento de la referencia de Hanus et al (1987). En Pasamontes et al (2010) se analizan diferentes técnicas BT mostrando las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas dependiendo de la naturaleza del problema que se trate de resolver. En él, concluyen que el método de seguimiento al control activo es adecuado cuando el tiempo entre conmutaciones es suficientemente grande como para que se alcance el estado estacionario o la señal del controlador latente alcance al activo.…”

Section: Introductionunclassified

“…Aunque se implementa para el controlador PID, el diseño puede aplicarse a cualquier tipo de controlador, no siendo exclusivo para controladores con acción integral. El principal inconveniente que presenta es que requiere la implementación y ejecución paralela de un conjunto de controladores, lo que aumenta la demanda computacional a medida que aumenta el número de controladores (Pasamontes et al, 2010). Para reducir dicho coste, se plantea el diseño del supervisor utilizando técnicas de transformación de modelos, identificando los modos candidatos a conmutación que serán los únicos que ejecuten controladores de seguimiento.…”

Section: Introductionunclassified

Arquitectura multi-controlador con transferencia sin salto para procesos con conmutación de modos

Iriondo

Estévez

Priego

et al. 2013

Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial R

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ResumenLos sistemas con conmutación de modos se definen como aquéllos que pueden exhibir diferente comportamiento dinámico en función del estado en que se encuentran. Pueden por tanto ser descritos por un conjunto finito de subsistemas dinámicos y una lógica que rige la conmutación entre ellos. Una alternativa para su control es la arquitectura multi-controlador con supervisión ya que permite utilizar controladores de modo diferentes y alcanzar así múltiples objetivos de control. Pero la conmutación de controladores suele tener como consecuencia la aparición de saltos o transitorios derivados que pueden ser inaceptables. Este tipo de sistemas y problemática son frecuentes en diferentes áreas de aplicación industrial, en donde la tecnología de control más utilizada es el Controlador Lógico Programable (PLC). Es por ello que el objetivo de este trabajo es presentar un método de diseño e implementación de un mecanismo de transferencia sin salto (BT) en una arquitectura multi-modo y multi-bucle para sistemas con conmutación de modos, en PLC y en conformidad con el estándar IEC 61131-3. La estrategia BT se basa en que controladores de modos candidatos a conmutar realicen un seguimiento a los controladores activos, siendo la detección del estado de operación actual y de los posibles estados siguientes, clave en la definición de la forma de ejecución de los algoritmos de control que componen la arquitectura. Se presentan también los pasos del diseño de la arquitectura completa así como resultados experimentales que validan la arquitectura. Copyright © 2013 CEA. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos los derechos reservados.Palabras Clave: Sistemas con conmutación de modos, Supervisión, Planificación conducida por tiempo, Bumpless Transfer, estándar IEC 61131-3 * Autor en correspondencia. Correo electrónico: nagore.iriondo@ehu.es IntroducciónEl estudio de los Sistemas Híbridos es en la actualidad un área de investigación muy activa, impulsada por el rápido desarrollo tecnológico, que permite que expertos de distintos campos como la ingeniería de control y la ingeniería de software trabajen conjuntamente en el desarrollo de herramientas para sistemas híbridos. Estos sistemas se caracterizan porque combinan dinámicas continuas y discretas, pudiéndose encontrar ejemplos en todas las áreas de la industria: en (Zambrano et al, 2010) se modela una planta de aire acondicionado solar como un sistema híbrido de configuración variable sometido a perturbaciones en su principal fuente de energía, la radiación solar. (Bhagwat et al, 2003) estudia aplicaciones de tratamiento de aguas. (Rodrigues et al, 2008) aplican estos modelos a sistemas eléctricos de potencia. Otro campo de interés es el de la industria de procesos químicos, donde es frecuente que múltiples modos de operación de una planta den lugar a múltiples regiones de operación nominales. Ejemplos de trabajos que tratan el modelado y control de procesos sometidos a cambios en las condiciones de operación pueden encontrarse en plantas de purificación de metanol (Maestri et ...

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Bumpless switching in control - A comparative study

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An Approach to Bumpless Control for LPV Modeled Inverters in a Microgrid

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Coupled controller for energy saving in building automation based on a thermodynamic and illumination model

Arquitectura multi-controlador con transferencia sin salto para procesos con conmutación de modos

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