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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77979
Type: | TCC |
Title: | Identificação do conversor CC-CC boost usando modelos não-lineares de Hammerstein e Wiener |
Authors: | Ferreira, Francisco Judielson Machado |
Advisor: | Viana, Ícaro Bezerra |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Identificação de sistemas;Estimador de mínimos quadrados recursivo;Modelo ARX;Modelo de Hammerstein;Modelo de Wiener;Conversor CC-CC Boost |
Keywords in English : | System identification;Rcursive least squares estimator; Hammerstein model; Wiener model; DC-DC boost converter;ARX model;Hammerstein model;Wiener mode;DC-DC boost converter |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Issue Date: | 2022 |
Citation: | FERREIRA, Francisco Judielson Machado. Identificação do conversor CC-CC boost usando modelos não-lineares de Hammerstein e Wiener, 2022.TCC (Curso de graduação em Engenharia Elétrica) – Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2022. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | bbAs técnicas de identificação de sistemas atuam em modelagens de processos complexos, que através de representações e algoritmos, estima os parâmetros de um arranjo, que possui ou não o conhecimento a priori de suas características físicas. Este Trabalho tem como contribuição principal a identificação paramétrica de um conversor Boost por métodos de estimação recursiva. Para isso, comparou-se três representações paramétricas, sendo uma do tipo caixa preta descrita pelo modelo linear Autorregressivo com entrada exógenas (ARX – Autoregressive with Exogenous Input) e duas do tipo caixa cinza descritas pelos modelos não-lineares de blocos interconectados de Hammerstein e Wiener. Portanto, para obtenção dos dados de um sistema real a ser identificado, é analisado a estrutura e funcionamento do conversor elevador de tensão em modo de condução contínuo. As equações que descrevem o comportamento do conversor Boost são desenvolvidas com a finalidade de calcular os componentes que compõe tal circuito, sendo estes baseados nas características comerciais de um módulo fotovoltaico. Para identificação dos parâmetros do modelo dinâmico linear, a razão cíclica sobre a modulação por largura de pulso (PWM - Pulse Width Modulation) aplicada ao transistor é excitada por uma Sequência Binária Pseudo-Aleatória (PRBS - Pseudo Random Binary Sequence) para a medição da tensão de saída, excitando a planta em diversas frequências. O algoritmo de Mínimos Quadrados Recursivo (MQR) foi empregado para a estimação do modelo ARX, do qual também constitui a estrutura dos modelos de blocos, demonstrando que a quantidade de iterações deste, resulta em parâmetros que definem a dinâmica do sistema satisfatoriamente a medida que as iterações aumentam. Simulações no MATLAB/SIMULINK são realizadas visando determinar a função de transferência que relaciona a tensão de saída e a razão cíclica do conversor. Por fim, métodos de validação do tipo simulação livre, resposta ao degrau e malha fechada são implementados para validar os modelos identificados. |
Abstract: | Systems identification techniques act in modeling complex processes, which through representations and algorithms, estimate the parameters of an arrangement, which has or does not have a priori knowledge of its physical characteristics. The main contribution of this work is the parametric identification of a Boost converter by recursive estimation methods. For this, threeparametric representations were compared, one of which is the black box type described by the Autoregressive with Exogenous Input (ARX) linear model and two are the gray box type described by the Hammerstein and Wiener non-linear interconnected block models. Therefore, to acquire data from a real system to be identified, the structure and functioning of the step-up converter in continuous conduction mode are analyzed. The equations that describe the behavior of the Boost converter were developed to calculate the components that makeup such a circuit, which is based on the commercial characteristics of a photovoltaic module. To identify the parameters of the linear dynamic model, the duty cycle on a Pulse Width Modulation (PWM) applied to the transistor is excited by a Pseudo Random Binary Sequence (PRBS) to measure the output voltage, exciting the plant at different frequencies. The Recursive Least Squares(RLS) algorithm was used to estimate the ARX model, which also constitutes the structure of the block models, demonstrating that the number of iterations of this model results in parameters that satisfactorily define the dynamics of the system as their iterations increase. Simulations in MATLAB/SIMULINK are performed to determine the transfer function that relates the output voltage and the duty cycle of the converter. Finally, free simulation, step response, and closed-loop validation methods are implemented to validate the identified models. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77979 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/5196105005919881 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-0009-8330 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/2863980011548140 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | ENGENHARIA ELÉTRICA - SOBRAL - Monografias |
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