Optimal Control of Converters in an Embedded Power System

Comparison between different control methods for converters of an electrical embedded system, composed by one inverter fed by constant voltage (Voltage Source Inverter, VSI) connected with another inverter operating as a rectifier (Active Front End, AFE). The AFE is nonlinear. The system should be suitable for aeronautical applications. The aim of the present work is to control both of them taking into account the reciprocal influences, but without being directly dependent on the other converter states, since VSI and AFE can be placed at a long distance one from the other and the presence of transmission cables should be avoided. LQR, LMI, Gain Scheduling and Feedback Linearisation techniques have been tested in sumulation at first on the AFE only, then on the overall system. LQR and Feedback Linearisation have been experimentally tested on the AFE.

Controllo ottimo dei convertitori di un sistema di potenza integrato. Confronto fra diversi metodi di controllo per pilotare i convertitori di un sistema integrato formato da un inverter alimentato a tensione continua (Voltage Source Inverter, VSI) connesso con un secondo inverter operante come raddrizzatore (Active Front End, AFE). Il sistema si presterebbe per applicazioni in ambito aeronautico. L'obiettivo del presente lavoro è controllare in modo efficace entrambi i convertitori, tenendo in considerazione le reciproche influenze, ma senza che l'uno sia direttamente dipendente dagli stati dell'altro, dal momento che il VSI e l'AFE possono essere posti a lunga distanza e la presenza di cavi di trasmissione dovrebbe essere evitata. Di essi, l'AFE risulta essere non lineare. Tecniche LQR, LMI, Gain Scheduling e Feedback Linearisation sono state provate in simulazione prima sul solo AFE, poi sul sistema complessivo. In particolare, LQR e Feedback Linearisation sono state testate sperimentalmente su un singolo AFE.