BOOST

Análisis, simulación y control d e
un convertidor de potencia dcdc tipo boost
Recibido: agosto de 2011
Arbitrado: septiembre de 2011
Freddy Fernando Valderrama*, Henry Moreno C**, Héctor Manuel Vega***
Resumen
En este artículo se describe el comportamiento de un pulsador elevador (Boost), este circuito de amplio uso a nivel industrial exhibe un comportamiento no lineal en virtud de su sistema deconmutación, se obtienen y simulan las ecuaciones diferenciales no lineales que describen el comportamiento del circuito con Simulink/MatLab y mediante el algoritmo de Runge Kutta. Seleccionando los valores de los parámetros para el circuito se obtiene el punto de equilibrio, que junto con el Jacobiano permiten obtener un modelo lineal. Con el modelo lineal se sintoniza un controlador PID y uncontrolador de realimentación de estado, y se comparan realizando el análisis de sensibilidad y de la respuesta transitoria.
Palabras clave
Sistema no lineal, fuente conmutada, sistemas dinámicos, sistema interactivo, control lineal, control pid, realimentación del estado, Simulink/MatLab, pérdidas de potencia.
Abstract
This article describes the behavior of an elevator button (Boost), this circuitis widely used at industrial level exhibits a nonlinear behavior by virtue of their switching system are obtained and simulate nonlinear differential equations describing the behavior of circuit with Simulink / Matlab and by Runge Kutta algorithm. Selecting parameter values for the circuit to obtain the equilibrium point, which together with the Jacobian possible to obtain a linear model. With thelinear model is tuned PID controller and a state feedback controller and compared by analysis of sensitivity and transient response.
INTRODUCCIÓN
En diversas aplicaciones industriales es necesario obtener a partir de una fuente de corriente directa de voltaje fijo, otro valor de tensión mayor o menor que el original, es decir, se convierte de CD a CD (Corriente directa). Estos circuitosdenominados pulsadores se usan ampliamente en control de motores eléctricos, en grúas, trenes y montacargas, ya que permiten controlar la aceleración, poseen alta eficiencia y una respuesta dinámica rápida (Rashid 1993). En especial, en este trabajo se estudia el comportamiento de los pulsadores elevadores, los cuales permiten obtener un voltaje mayor al de la entrada. Estos pulsadores se caracterizan porser sistemas que admiten descripciones matemáticas diferentes durante periodos de operación diferentes, y se conocen como sistemas de estructura variable (Sira, 2005).

* Ingeniero Electrónico egresado de la Universidad Industrial de Santander (2004); Candidato a Magister en ingeniería electrónica de la universidad javeriana. Especialista en Automatización Industrial, Universidad Nacional (2008).freddyfvg@yahoo.es.
** Ingeniero Electrónico egresado de la universidad Distrital Francisco José de Caldas, Candidato a Magister de Matemáticas Aplicadas de la Universidad EAFIT,. elehenry@hotmail.com.
*** Ingeniero Electromecánico egresado de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia; profesor de Diseño Macatrónico y Dinámica de Sistemas en Ingeniería Mecatrónica Universidad SanBuenaventura, Bogotá; participa en el desarrollo de proyectos de investigación como “Desarrollo de software de simulación de sistemas mecánicos de traslación” y “Simulación del proceso de polimerización mediante autómatas celulares”. Es asesor en las aéreas de diseño y control en la industria petrolera. hectormvega@gmail.com
Debido a la gran variedad de aplicaciones del pulsador elevador, en este trabajose estudia el comportamiento del mismo y se hace un análisis comparativo de dos controladores (reguladores), en cuanto a sensibilidad y a ciertos requerimientos de diseño en el dominio del tiempo. Se diseña e implementa un control analógico PID (proporcional-integral-derivativo), cuyas constantes se estiman usando el método propuesto por Ziegler-Nichols y el modelo promedio lineal del pulsador...