Dissertação

Desenvolvimento de um controlador híbrido fuzzy-PID de ordem fracionária aplicado a um conversor de tensão buck CC-CC

No presente trabalho de dissertação é apresentado a proposta de um controlador híbrido composto por um controlador comandado por lógica fuzzy e por um controlador PID fracionário onde, o mesmo é aplicado a um conversor DC-DC buck, e esse desenvolvimento visa demostrar o potencial desse tipo de novo...

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Autor principal: Prado, Edmilson Martins
Outros Autores: https://lattes.cnpq.br/0275754580249558
Grau: Dissertação
Idioma: por
Publicado em: Universidade Federal do Amazonas 2025
Assuntos:
ENGENHARIAS
Lógica fuzzy
Controlador PID Fracionário
Controlador Híbrido Fuzzy-PID Fracionário
Controlador DC-DC Buck
Acesso em linha: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/10760
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spelling oai:https:--tede.ufam.edu.br-handle-:tede-107602025-03-14T05:07:22Z Desenvolvimento de um controlador híbrido fuzzy-PID de ordem fracionária aplicado a um conversor de tensão buck CC-CC Development of a fractional order hybrid fuzzy-PID controller applied to a CC-CC buck voltage converter Prado, Edmilson Martins Ayres Junior, Florindo Antonio de Carvalho https://lattes.cnpq.br/0275754580249558 http://lattes.cnpq.br/1919442364965261 Silva, Luiz Eduardo Sales e http://lattes.cnpq.br/6050147076673114 Neves, Cleonor Crescêncio das http://lattes.cnpq.br/2176855362313017 ENGENHARIAS Lógica fuzzy Controlador PID Fracionário Controlador Híbrido Fuzzy-PID Fracionário Controlador DC-DC Buck No presente trabalho de dissertação é apresentado a proposta de um controlador híbrido composto por um controlador comandado por lógica fuzzy e por um controlador PID fracionário onde, o mesmo é aplicado a um conversor DC-DC buck, e esse desenvolvimento visa demostrar o potencial desse tipo de novo controlador composto, motivo pelo qual este trabalho apresenta o sistema operacional de um controlador PID de ordem fracionária, onde seus ganhos são escalonados por um comando que utiliza a lógica fuzzy e aplicados esse ganhos para fazer o controle da tensão na saída de um conversor DC-DC Buck, abaixador de tensão DC. No projeto, foram utilizadas as abordagens propostas que utilizam a modelagem matemática para o conversor Buck, as referências do sistema como parâmetros de entrada do sistema Fuzzy para ajustes dos ganhos sobre sintonia do controlador proporcional-integral-derivativo com ordem fracionária e também, a aproximação de operadores de ordem fracionária para ordem inteira com os estudos do comportamento das funções no domínio da frequência, os quais estão descritos em um ambiente computacional onde utilizou-se o MATLAB, o Simulink e o LTspice, em seguida, feita a montagem física do dispositivo para realização de testes experimentais e suas comparações com os resultados das simulações. Para que se obtivesse uma melhor elaboração do controlador híbrido, foi realizado uma caracterização das não-linearidades do sistema através de um mapeamento das melhores sintonias em três diferentes regiões de operação da planta. Foi realizada uma análise de desempenho do controlador híbrido desenvolvido em malha fechada para demonstrar a maior eficácia da abordagem utilizada no projeto em relação a estratégias convencionais de sintonia neste projeto de estudo. This dissertation presents the proposal for a hybrid controller composed of a controller controlled by fuzzy logic and a fractional PID controller where it is applied to a DC-DC buck converter, and this development aims to demonstrate the potential of this type new composite controller, which is why this work presents the operating system of a fractional order PID controller, where its gains are scaled by a command that uses fuzzy logic and these gains are applied to control the voltage at the output of a converter DC-DC Buck, DC voltage step-down. In the project, the proposed approaches that use mathematical modeling for the Buck converter were used, the system references as input parameters of the Fuzzy system for adjustments of gains on tuning of the proportional-integral-derivative controller with fractional order and also, the approximation of operators from fractional order to integer order with studies of the behavior of functions in the domain of frequency, which are described in a computational environment where MATLAB, Simulink and LTspice were used, then the physical assembly of the device was carried out to carry out experimental tests and comparisons with the results of the simulations. In order to obtain a better elaboration of the hybrid controller, a characterization of the system's non-linearities was carried out through a mapping of the best tunes in three different operating regions of the plant. A performance analysis of the hybrid controller developed in closed loop was carried out to demonstrate the greater effectiveness of the approach used in the project in relation to conventional tuning strategies in this study project. CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa no Estado do Amazonas Houve apenas uam dúvida, no caso, verificar a tabela da CNPq. A forma de preenchimento é bem didática. 2025-03-13T19:40:29Z 2024-11-21 Dissertação PRADO, Edmilson Martins. Desenvolvimento de um controlador híbrido fuzzy-PID de ordem fracionária aplicado a um conversor de tensão buck CC-CC. 2024. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2024. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/10760 por Acesso Aberto https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Federal do Amazonas Faculdade de Tecnologia Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
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