Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/27531

Type: Tese
Title: A contribution to model predictive controllers with fixed switching frequency and low computational cost
Other Titles: Uma contribuição aos controladores preditivos baseados em modelo com frequência de chaveamento fixa e baixo custo computacional
Author(s)/Inventor(s): Tricarico, Thiago Cardoso
Advisor: Aredes, Mauricio
Abstract: Esta tese propõe uma nova técnica de controle preditivo baseado em modelo para aplicações em conversores de potência. Esta técnica é baseada em um recente algoritmo meta-heurístico, chamado algoritmo Jaya, como o otimizador do MPC. A solução proposta apresenta três benefícios: implementação simples, custo computacional viável, e frequência de chaveamento fixa. A estratégia proposta de MPC, referida como Jaya-MPC, destaca-se como uma alternativa ao FCS-MPC que apresenta uma frequência de chaveamento variável. Além disso, este trabalho propõe uma contribuição secundária: uma nova métrica, que avalia o espalhamento do perfil da frequência de chaveamento de conversores de potência, avaliando a variabilidade da frequência de chaveamento produzida por controladores preditivos. Este trabalho utiliza esta métrica para investigar o perfil de frequência de chaveamento do FCSMPC. Um método simples de parametrização do algoritmo de controle proposto surge de uma análise paramétrica, resultando numa solução com alta qualidade de energia. Além disso, este trabalho compara o custo computacional, baseado no número de predições, tanto do controlador proposto como do paradigma do MPC na eletrônica de potência. Os resultados experimentais provam que a estratégia proposta é uma técnica de implementação simples com um custo computacional viável e elevada qualidade de energia.
Abstract: This thesis proposes a new Model Predictive Control (MPC) technique for powerconverter applications, based on a recent meta-heuristic algorithm, called the Jaya algorithm, as the optimizer of MPC. The proposed solution presents three bene ts: simple implementation, viable computational cost, and xed switching frequency. The proposed MPC strategy, referred to as Jaya-MPC, stands out as an alternative to the classical Finite-Control-Set Model Predictive control (FCS-MPC), which presents a variable switching frequency. In addition, this work proposes a secondary contribution: a new metric, which assesses the spread of the switching frequency pro- le of power converters, i.e., it evaluates the variability of the switching frequency produced by MPC. This work uses this metric to investigate the switching frequency pro le of FCS-MPC. A straightforward parameter-setting method of the proposed algorithm rises from a parametric analysis, resulting in a high-power-quality solution. Also, this work compares the computational cost, based on the number of predictions, of both the proposed controller and the paradigm of MPC in power electronics. Experimental outcomes prove that Jaya-MPC is a simple-implementation technique with viable computational cost and high power quality.
Keywords: Algoritmo Jaya
Controle preditivo
Frequência de chaveamento variável
Modulação (Eletrônica)
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MEDICAO, CONTROLE, CORRECAO E PROTECAO DE SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jul-2022
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Citation: TRICARICO, Thiago Cardoso. A contribution to model predictive controllers with fixed switching frequency and low computational cost. 2022. 132 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
947992.pdf4.95 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.