Optimización hamiltoniana en un circuito
convertidor de potencia
RICARDO ALZATE*, LADY FUENTES
Universidad Industrial de Santander, Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de
Telecomunicaciones, Bucaramanga, Colombia.
Resumen. El artículo muestra la aplicación de la teoría de optimización a partir del máximo del hamiltoniano para manipular el comportamiento dinámico de un sistema eléctrico. Se analizan las ecuaciones que describen un sistema dinámico híbrido formulando sobre el mismo la aplicación del principio del máximo de Pontriaguin para resolver un problema de control óptimo. Resultados de simulación numérica permiten verificar la reducción del error de regulación en el sistema eléctrico analizado correspondiente con un circuito convertidor de potencia de tipo Buck. Actividades complementarias implican la verificación en laboratorio para las predicciones analíticas presentadas.
Palabras claves: Control, convertidor de potencia, hamiltoniano, optimización.
MSC2010: 49J15, 49L99.
Hamiltonian optimization in a power converter circuit
]]> Abstract. This article presents the application of the optimization theory on the regulation of the output voltage in an electrical system. In order to achieve it, a mathematical formulation is developed for a hybrid dynamical system describing a power converter circuit. Then, the Pontryagin's maximum principle is applied to the system trying to solve the optimization control problem of providing a regulated output voltage to the system load. Simulation results show a good performance for the Hamiltonian-based control strategy proposed to reduce the regulation error. Experimental results on a real circuit prototype are part of current ongoing work.Texto Completo disponible en PDF
Referencias
[1] Brogliato B., Nonsmooth Mechanics - Models, Dynamics and Control, Springer-Verlag, New York, 1999. [ Links ]
[2] Goebel R., Sanfelice R.G. and Teel A.R., "Hybrid dynamical systems", Control Systems, IEEE 29 (2009), no. 2, 28–93. [ Links ]
[3] Di Bernardo M., Budd J., Champneys A.R. and Kowalczyk P., Bifurcations and Chaos in Piecewise Smooth Dynamical Systems - Theory and Applications, Springer-Verlag, U.K., 2007. [ Links ]
[4] Rashid M.H., Electrónica de potencia. Circuitos, dispositivos y aplicaciones, 2 ed., México, 1995. [ Links ]
[5] Hart D.W., Power electronics, New York, 2010. [ Links ]
[6] Lamloumi L., Yaich A. and Chaari A., "Switching control design based on multi-observer for nonlinear systems", Electrotechnical Conference (MELECON), 2012 16th IEEE Mediterranean, (2012), 689–692. [ Links ]
[7] Mingjun Z. and Tarn T., "A hybrid switching control strategy for nonlinear and underactuated mechanical systems", Automatic Control, IEEE Transactions 48 (2003), no. 10, 1777–1782. [ Links ]
[8] Luenberger D.G., Introduction to dynamic systems theory, models and applications, USA, 394–416, 1979. [ Links ]
[9] Ogata K., Modern control engineering, Prentice-Hall Inc., 2009. [ Links ]
[10] Esteban P., Tutira Y. y Fuentes L., Diseño y simulación de estrategias de control conmutado en convertidores de potencia, Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico), Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, 2012, 86 pág. [ Links ]
*Autor para correspondencia: E-mail :ralzatec@uis.edu.co.
Recibido: 28 de marzo de 2013, Aceptado: 26 de noviembre de 2013.