Control de un conversor de potencia con modulador de ancho de pulso centrado usando modos deslizantes

Abstract

En este trabajo se realiza el control de un conversor de potencia tipo buck manejado con un modulador de ancho de pulso centrado (PWMC) mediante la inducción de un régimen de deslizamiento. La superficie de conmutación seleccionada para tal fin debe cumplir un promedio de dinámica cero en cada periodo de muestreo. Esta técnica es conocida como ZAD y ha sido implementada recientemente para el control de conversores de potencia. Dentro de las tareas desarrolladas sobre el sistema se encuentran el cálculo de sus estados de equilibrio, la determinación numérica de su estabilidad vía Exponentes de Lyapunov y la obtención de regiones de estabilidad a partir de un análisis en el espacio de parámetros. Además se realiza un análisis de perturbaciones en la entrada y en la carga del sistema para tareas de regulación y rastreo, el cálculo de un controlador que estabilice el sistema en zona de caos y el diseño, simulación e implementación de un prototipo para la realización de pruebas experimentales con el sistema considerado. Los resultados obtenidos muestran el buen desempeño de la técnica ZAD y el pulso centrado en el control del conversor buck, obteniéndose una diferencia esperada entre el comportamiento del sistema real y el simulado, esto debido a dinámicas no modeladas y a operaciones de cuantización, truncamiento y redondeo presentes en el diseño implementado. / Abstract: In this work a buck power converter control with a centered pulse PWM is realized by inducting an sliding regimen. The selected conmutation surface has to fulfill a zero dynamic average in each sampled period. This techniq ue is known as ZAD and has been recently established for any power converter control. Some of the works developed in the system are the compute of its equilibrium states, its numerical stability determination through Lyapunov Exponents and the stability regions gotten from the parameters´ space analysis. Moreover it is realized a disturbance analysis in the input and in the system load in regulation and servo tasks, a controller computation in order to stabilize the system in chaos zone and the design, simulation and implementation of a prototype to realize experimental proves with the considered system. The obtained results show a good fulfillment in ZAD technique and the centered pulse in the buck converter’s control, getting the wanted difference between the real system behavior and the simulated. This is because some nomodeled dynamics and sampling, truncating and rounding operations into the established design.