Implementación del control en modo deslizante de un convertidor "Buck-Boost" de potencia DC-DC usando reconstructores integrales

Abstract

En este trabajo: 1) se presenta la implementación real en un DSP del controlador por modos deslizantes basado en reconstructor integral, desarrollado en Sira-Ramírez (2003), para la regulación del convertidor de potencia Buck-Boost; y 2) se extiende el controlador ideal de Sira-Ramírez (2003), utilizando las ideas básicas del controlador PI generalizado (Fliess et al. 2002), de manera de eliminar el offset existente en la implementación real. Este trabajo sigue de cerca la metodología empleada por Ostos (2004) para el control del convertidor Boost: estudio por simulación del sistema en lazo cerrado para diferentes modelos del convertidor (ideal, modelos aproximados, OrCAD®), utilizando versiones continuas y discretizadas del controlador, hasta la subsiguiente implementación práctica. Se presenta el análisis por simulación del comportamiento de la estrategia de control de (Sira-Ramírez 2003), tanto para el modelo ideal del convertidor como para los modelos aproximados (los cuales incluyen diferentes representaciones del diodo y el transistor). Las simulaciones del comportamiento del sistema en lazo cerrado en Matlab® se contrastan con las simulaciones realizadas con el paquete de análisis de circuitos OrCAD®. Se desarrolla el montaje electrónico práctico del convertidor. El controlador ideal se implementa numéricamente mediante la tarjeta DSP SBC6711. Se describen los diferentes problemas encontrados en el montaje del convertidor Buck-Boost en lazo cerrado. Se realizan diferentes pruebas para así verificar los resultados obtenidos por simulación. Se analizan los resultados de la implementación respecto a los valores en estado estacionario de la tensión de salida del convertidor. Se muestran las respuestas del sistema implementado en lazo cerrado para diferentes valores de frecuencia de muestreo. El procedimiento de diseño utilizado (estudio del modelo ideal, aproximado, simulación, e implementación y montaje) permite resolver de manera satisfactoria el objetivo de implementación practico inicialmente planteado.