Switched affine systems control design with application to DC–DC converters

Deaecto, Grace S.; Geromel, J.C.; Garcia, F. S.; Pomílio, José Antenor

doi:10.1049/iet-cta.2009.0246

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“…Inspired by the work in [1], we focus on the following class of switched affine systems, which is relevant in the context of DC-DC converters:…”

Section: Problem Formulationmentioning

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“…Applications to the case of DC-DC converters can be found for example in [1] where the problem is formulated in terms of control of a switched system whose modes are described by affine differential equations. However, it is possible to show that the obtained switching rules can be interpreted as sliding mode control laws with sliding surfaces implicitly determined in terms of the state space variables (currents, voltages) and of the selected equilibrium operation [8].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Hybrid dynamic modeling and control of switched affine systems: Application to DC-DC converters

Albea-Sánchez

García

Zaccarian³

2015

2015 54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC)

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Abstract-The paper deals with the problem of control of switched systems described by a set of affine differential equations. Among the potential applications, the DC-DC converters constitute an important class of systems, which concentrates the interest of the control community. The paper proposes a new formulation of the problem in the context of hybrid dynamic systems, which represents an adequate way for handling the requirements of DC-DC converters, while guaranteeing theoretically and practically all specifications in terms of stability and performance. In this sense, the proposed approach encompasses several methods considered in the literature. The method is illustrated for the cases of buck and boost converters. The developed results are preliminary but constitute an interesting direction for reducing the gap between theoretical results and their practical applications in power electronics.

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“…Inspired by the work in [1], we focus on the following class of switched affine systems, which is relevant in the context of DC-DC converters:…”

Section: Problem Formulationmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Hybrid dynamic modeling and control of switched affine systems: Application to DC-DC converters

Albea-Sánchez

García

Zaccarian³

2015

2015 54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC)

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“…APPENDIX A In this Appendix, we derive the model of the dc-dc buck converter presented in (18) (see [27], [29], [30] for further details). Recall the circuit of Fig.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…A DC-DC BUCK CONVERTER A dc-dc buck converter is an electronic converter that supplies energy to a load, in a manner that the voltage across the load is less than or equal to the voltage from the sourcethis converter is indispensable in many industrial applications due to its high efficiency as well as its simplicity of control (see [26]- [30] for a brief account).…”

Section: Control Application Formentioning

confidence: 99%

Optimal Control of DC-DC Buck Converter via Linear Systems With Inaccessible Markovian Jumping Modes

Vargas

Sampaio

Acho

et al. 2016

IEEE Trans. Contr. Syst. Technol.

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Abstract-The note presents an algorithm for the average cost control problem of continuous-time Markov jump linear systems. The controller assumes a linear state-feedback form and the corresponding control gain does not depend on the Markov chain. In this scenario, the control problem is that of minimizing the long-run average cost. As an attempt to solve the problem, we derive a global convergent algorithm that generates a gain satisfying necessary optimality conditions. Our algorithm has practical implications, as illustrated by the experiments that were carried out to control an electronic dc-dc buck converter. The buck converter supplied a load that suffered abrupt changes driven by a homogeneous Markov chain. Besides, the source of the buck converter also suffered abrupt Markov-driven changes. The experimental results support the usefulness of our algorithm.

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“…Essas abordagens têm aplicação na prática para regular sistemas cuja dinâmica muda com as suas condições de operação. Dentre as aplicações podem-se citar, sistemas de co-geração de energia, controle de vôo, controle de motores de injeção direta e de motores a combustão, controle de conversores CC-CC e controle de sistemas em rede (ARRIFANO et al, 2007; NICHOLS; REICHERT;RUGH, 1993;RINEHART et al, 2008;DEAECTO et al, 2010;XIE;WU, 2010). Tipicamente, pode-se assegurar estabilidade local se o chaveamento for suficientemente lento, mas sem garantia de desempenho.…”

Section: Introductionunclassified

Extensão do princípio de invariância para sistemas chaveados contínuos no tempo

Valentino¹

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AgradecimentosA Deus, por estar presente em todos os momentos da minha vida, por guiar o meu caminho e me conceder sabedoria e saúde.Aos meus pais Gilene e José Valentino e meus irmão Lilian e Paulo Valentino pelo amor e apoio incondicional.À minha orientadora Profa. Dra. Vilma Alves de Oliveira pela confiança, parceria e dedicação para a conclusão do trabalho.Aos meus queridos Douglas e Bela pela paciência e companheirismo.Aos meus queridos sobrinhos Wallaci, Jonathan e Vitória Valentino e meus cunhados pela força e atenção.Aos colaboradores em especial Luís Fernando Costa Alberto e Flávio Andrade Faria pela parceria no desenvolvimento do trabalho.As melhores amigas por sempre entenderem minha ausência.A todos os meus amigos, colegas e pessoas que me ajudaram.Ao CNPq e CAPES pelo apoio financeiro. Este trabalho apresenta uma extensão do princípio de invariância para sistemas chaveados contínuos no tempo. Esta extensão fornece estimativas de atratores e suas respectivas áreas de atração para sistemas chaveados compostos por um número finito de subsistemas, a qual é obtida através de uma função auxiliar comum e múltiplas funções auxiliares que desempenham o mesmo papel que as funções de Lyapunov. As principais características desses novos resultados, são que a derivada da função auxiliar ou das múltiplas funções auxiliares podem assumir valores positivos em alguns conjuntos e também são usados para analisar o comportamento assintótico da solução do sistema chaveado. Resultados para sistemas chaveados com subsistemas com incertezas paramétricas também foram obtidos. Neste caso, as estimativas dos atratores e suas respectivas áreas de atração independem do parâmetro incerto. Analisando as propriedades da função auxiliar comum ao longo de um sistema formado pela combinação convexa de todos os subsistemas, os resultados passam a fornecer estimativas de atratores e suas áreas de atração mesmo na presença de subsistemas que não são ultimamente limitados. Este último resultado pode não evitar o chaveamento rápido, então surge o problema da existência da solução. Esta dificuldade pôde ser superada com o uso da teoria de sistemas descontínuos para garantir que sua solução seja definida para todo tempo mesmo que o chaveamento rápido ocorra. Portanto, uma escolha apropriada da lei de chaveamento possibilita o uso da solução de Krasovskii para garantir a existência da solução para todo tempo. Ainda, representando cada subsistema por um modelo fuzzy T-S, o comportamento assintótico da solução do sistema chaveado pôde ser estudado apenas verificando propriedades de alguns conjuntos do espaço de estado e a factibilidade de um conjunto de desigualdades matriciais lineares. This work presents an extension of the invariance principle for continuous time switched systems. This extension is useful to obtain estimates of the attractor and basin of attraction for switched systems composed by a finite number of subsystems, which are obtained by using a common auxiliary function or multiple auxiliary functions which play the same hole ...

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Switched affine systems control design with application to DC–DC converters

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Hybrid dynamic modeling and control of switched affine systems: Application to DC-DC converters

Hybrid dynamic modeling and control of switched affine systems: Application to DC-DC converters

Optimal Control of DC-DC Buck Converter via Linear Systems With Inaccessible Markovian Jumping Modes

Extensão do princípio de invariância para sistemas chaveados contínuos no tempo

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