Aplicação do controlador repetitivo de alta ordem em sistemas UPS

Abstract

Este trabalho tem por objetivo verificar a robustez do controlador repetitivo de alta ordem (do termo em inglês, High Order Repetitive Control - HORC) aplicado a fontes ininterruptas de energia (do termo em inglês, Uninterruptible Power Supplies - UPS), quando este sistema é submetido a um sinal de referência com frequência incerta. Primeiramente é feita uma breve descrição do modelo matemático e dos parâmetros adotados para a UPS e para o controlador. Com isso foram realizadas diversas simulações com os controladores HORC de primeira, segunda e terceira ordem, a fim de verificar os valores de THD (do inglês, Total Harmonic Distortion) e RMS (do inglês, Root Mean Square) da tensão de saída da UPS. Os resultados se mostraram satisfatórios, mostrando que o controlador repetitivo de alta ordem torna o sistema mais robusto a variações na frequência. O HORC de segunda ordem foi, entre os controladores testados, o que apresentou melhor resultado. Este controlador manteve o valor RMS da saída dentro dos limites impostos pela norma ANSI/IEEE Std 944, para uma variação de até ±5% na frequência de referência e manteve também a distorção harmônica abaixo do limite imposto pela norma IEC 62040-3, para esta mesma faixa de frequência.

This work has as objective to validate the robustnesses of the High Order Repetitive Control (HORC) applied to Uninterruptible Power Supplies (UPS), when this system is subjected to an uncertain frequency reference signal. First is done a brief explanation of the mathematical model and of the chosen parameter for the UPS and for its controller. Subsequently it is done several simulations with the HORC of first, second, and third order, for the purpose of check the UPS output voltage THD and RMS. The acquired results fulfilled the expectations, as the high order repetitive control increase the system frequency robustness. The HORC of second order ended up to become, between all the tested controllers, the one with most satisfactory response. This controller was able to keep the RMS output voltage between the ANSI/IEEE Std 944 limits, for a frequency deviation of ±5% in the reference and it was also able to keep the harmonic distortion under the IEC 62040-3 boundary, for the same frequency deviation.