Projeto, Simulação e Análise de um Sistema de Controle por Modo Deslizante Aplicado ao Conversor CC-CC Buck: Estudo de Caso
Este artigo propõe o projeto, simulação e análise de um sistema de controle por modo deslizante aplicado ao conversor CC-CC Buck. Os conversores CC-CC são amplamente utilizados em sistemas eletrônicos, devido a sua alta eficiência na conversão de tensão de entrada para um nível de tensão de saída desejado. Em particular, o conversor CC-CC Buck rebaixa a tensão para algum nível específico. A partir da escolha do conversor Buck: (i) realizou-se a modelagem dinâmica e estática de seu circuito e simulação computacional no software MATLAB®; (ii) aplicou-se um controlador não linear por modo deslizante para regular a tensão de saída do conversor, a qual seguirá a tensão de referência definida, mesmo com a variação da tensão de entrada e carga; (ii) simulou-se o sistema a fim de comparar sua resposta em malha aberta e em malha fechada, o que demostrou a eficácia do controlador; (iv) plotou-se os Planos de Fase dos sistemas a fim de comparar a estabilidade e o ponto de equilíbrio de cada um. Por fim, validou-se através da exposição dos resultados, a efetividade do controlador para o conversor CC-CC Buck.
Projeto, Simulação e Análise de um Sistema de Controle por Modo Deslizante Aplicado ao Conversor CC-CC Buck: Estudo de Caso
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DOI: 10.22533/at.ed.2702211112
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Palavras-chave: Controle por Modo Deslizante (CMD); Conversor CC-CC Buck; Sistema Não Linear.
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Keywords: Sliding Mode Control (SMC); DC-DC Buck Converter; Nonlinear System.
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Abstract:
This article proposes the design, simulation and analysis of a sliding mode control system applied to the DC-DC Buck converter. DC-DC converters are widely used in electronic systems due to their high efficiency in converting input voltage to a desired output voltage level. In particular, the DC-DC Buck converter steps down the voltage to some specific level. From the choice of the Buck converter: (i) the dynamic and static modeling of its circuit and computational simulation in the MATLAB® software were carried out; (ii) a nonlinear controller by sliding mode was applied to regulate the output voltage of the converter, which will follow the defined reference voltage, even with the variation of the input voltage and load; (ii) the system was simulated in order to compare its response in open loop and closed loop, which demonstrated the controller's effectiveness; (iv) the Phase Planes of the systems were plotted in order to compare the stability and the equilibrium point of each one. Finally, it was validated by exposing the results, the effectiveness of the controller to the DC-DC Buck converter.
- Rafael Angelini Donda
- Flávio Luiz Rossini
