Diseño de un módulo didáctico de un circuito conversor DC - DC para validar técnicas de control

Abstract

Este proyecto de grado tuvo como objetivo el desarrollo de un módulo didáctico que permitiese la validación de técnicas de control para mejor desempeño de un conversor DC-DC tipo SEPIC. Como paso inicial se tomó como base una revisión documental para lograr la identificación del modelo matemático del comportamiento del sistema; se realizó un proceso de simulación bajo distintos modos de operación ante distintos voltajes de entrada de manera que es establecieron los elementos que se requerían para el diseño; se llevó a cabo el diseño de distintas configuraciones de controlador PID, de modo que se pudiera establecer su efecto y desempeño ante distintas pruebas experimentales. Posteriormente, se diseñó una placa PCB de manera que se creó un módulo didáctico para medición de voltajes, corrientes y validación de distintos controladores para el convertidor DC—DC elevador objeto del proyecto. Los resultados mostraron un desempeño óptimo acorde a las necesidades del proyecto, muestra en forma apropiada el desempeño del dispositivo ante distintos modos de operación y ante la implementación de distintas técnicas de control. Adicionalmente se pudo observar que la implementación de mejoras del controlador con adaptación Fuzzy de las constantes Kp, Ki y Kd, permitió mejor el desempeño del convertidor al mejor la respuesta ante cambios en distintos escenarios de voltaje de entrada y la adición de un filtro derivativo mejoró aún más la respuesta obtenida en la carga. Adicionalmente, se destaca que la estrategia del controlador PI-Fuzzy ajustable con Filtro Derivativo, mostró mejores índices de desempeño en comparativa de las otras estrategias, al tener un sobrepaso del 1.1%, tiempo de establecimiento de 0.52 s, tiempo pico de 0.7 s, tiempo de levantamiento de 0.76 s y un error en estado estable de 1.68%.