Control lineal de las máquinas de CD y síncrona

Abstract

In this thesis the process for the design of a system of linear state feedback control of electrical machines and synchronous CD is presented. CD machine for independent connection configuration is analyzed. Whereas for the synchronous machine settings generator connected to an infinite bus, with windings without damping windings respectively analyzed. Then the route for the control system design are described. The first step is to obtain the linearized model of electrical machines analyzed using linearization, which consists of a Taylor expansion of the equation (non-linear) state around an operating point naturally defined by the analyzed system or arbitrarily selected to satisfy any need for control. Said operating point is located within a region for which the linearization is valid, called neighborhood. So once it obtained the linearized models proceed to the design of feedback control system, so it is necessary to assume the desired closed loop poles. To proceed to calculate the feedback matrix K (gain matrix) satisfying the closed loop. It is important to note that feedback matrix can vary, therefore the results can be different depending on the desired closed loop. Finally, the control system is tested using the linearized model, or could be proved also by using the original nonlinear model of electric machines CD and synchronously analyzed that is not the case, to perform the control test simulator will be used nonlinear systems called Simnon.

En está tesis se presenta el proceso para el diseño de un sistema de control lineal por retroalimentación de estados de las máquinas eléctricas de CD y síncrona. Para la máquina de CD se analiza la configuración de conexión independiente. Mientras que para la máquina síncrona se analiza la configuración de generador conectado a un bus infinito, con devanados y sin devanados de amortiguamiento respectivamente. A continuación se describirá la ruta para el diseño del sistema de control. La primera etapa es la obtención de los modelos linealizados de las máquinas eléctricas analizadas aplicando la linealización, la cual consiste en una expansión de Taylor de la ecuación de estado (no-lineal) alrededor de un punto de operación definido naturalmente por el sistema analizado o seleccionado arbitrariamente para satisfacer alguna necesidad de control. Dicho punto de operación se localiza dentro de una región para la cual la linealización es válida, llamado vecindad. De manera que una vez obtenidos los modelos linealizados se procede al diseño del sistema de control retroalimentado, por lo que para ello es necesario suponer los polos del lazo cerrado deseado. Para proceder a calcular la matriz de retroalimentación K (matriz de ganancias) que satisfaga el lazo cerrado. Es importante señalar que está matriz de retroalimentación puede variar, por lo tanto los resultados pueden ser distintos dependiendo del lazo cerrado deseado. Finalmente, el sistema de control es probado empleando el modelo linealizado, o bien pudiera probarse también empleando el modelo no lineal original de las máquinas eléctricas de CD y síncrona analizadas que no es el caso, para efectuar la prueba del control se utilizará un simulador de sistemas no lineales llamado simnon.