Control del Convertidor CD/CD Reductor–Paralelo Implementado en FPGA

Abstract

El presente artículo documenta el diseño e implementación de un controlador robusto para el convertidor CD/CD Reductor–Paralelo, bajo la perspectiva de la planitud diferencial y la técnica del control por rechazo activo de perturbaciones basado en un observador GPI. Los objetivos principales del controlador propuesto son: regular la tensión de salida y equilibrar las corrientes de los convertidores en paralelo. Para el modelado de la arquitectura hardware de este controlador se utiliza una herramienta con alto nivel de abstracción de hardware y se implementa en un FPGA Artix–7 de la compañía Xilinx. Finalmente, se muestran resultados experimentales del desempeño del controlador, cuando se somete al convertidor a diversas perturbaciones externas, desconocidas y variantes con el tiempo, y a cambios en los parámetros del mismo.

FPGA‐based active disturbance rejection velocity control for a parallel DC/DC buck converter‐DC motor system

“…the appropriate selection of the dynamic of z, is z˙= φ 1 t + γe (25) substituting (25) in (24), yields…”

“…Actually, the ADRC algorithm has been applied to different research areas, such as control applied to power electronic [16]; DC and AC electric motor drives [17,18]; control of biomass production in a photobioreactor [19]; and it is also used to control the level of liquids in a two-tank system [20]. The ADRC approach based on FPGA implementation has been applied in a few domains of control engineering, for example: highly dynamic parallel orientation manipulator [21], multi-axis system [22], antenna servo system [23], DC servo motor [24] and DC-DC parallel-buck power converter [25].…”

Multivariable Linear Position Control Based on Active Disturbance Rejection for Two Linear Slides Coupled to a Mass

“…In [6], the authors use a controller for active disturbance rejection based on a GPI observer to regulate the output voltage and balance the currents of converters connected in parallel, DC/DC Buck-Parallel Converter.…”

Control por rechazo activo de perturbaciones: guía de diseño y aplicación

“…Las ideas anteriores han impulsado la propuesta de esquemas de control tales como el control lineal por rechazo activo de perturbaciones (LADRC, del inglés Linear Active Disturbance Rejection Control) (Gao, 2003) que reemplaza las estructuras no lineales del controlador y observador por una ley de control por realimentación de estados y un observador tipo Luenberger, respectivamente; o el control proporcional integral generalizado basado en observador (GPIO, del inglés Generalized Proportional Integral Observer-based control) (Sira-Ramírez, 2018), donde se emplea el concepto de observador de estados extendido para estimar, además de la perturbación total, un número finito de sus derivadas con aplicación al control de sistemas no lineales y con incertidumbre. El control por rechazo activo de perturbaciones con observador proporcional integral generalizado (GPI) se ha empleado, por ejemplo, en la regulación de la tensión y corrientes de un convertidor CD/CD reductor-paralelo (Guerrero-Ramírez et al, 2018) y en el control de inclinación y velocidad de avance de una bicicleta sin conductor (Baquero-Suárez et al, 2018).…”