Implementación de un controlador para un filtro activo serie usando un procesador digital de señales

Abstract

"En la presente tesis se propone un controlador para el filtro activo serie, también conocido como DVR, destinado a aliviar el problema de la distorsión del voltaje de la línea. Conociendo el modelo matemático de es te último, más algunas suposiciones hechas con base en las características del problema y gracias a que la distorsión en la línea es periódica, se ha podido proponer un controlador con base en las técnicas de control adaptable y basadas en pasividad. Este controlador garantiza la compensación de componentes armónicos seleccionados de la señal de voltaje de la línea. La expresión del controlador es reducida, a través de algunas transformaciones, en la interconexión encascada de dos lazos de control, llamados lazo interno y lazo externo, tal y como se presenta en el controlador convencional, facilitando así su implementación. Se muestra que el lazo externo es básicamente un controlador proporcional-integral con ancho de banda limitado, mientras que el lazo interno contiene un banco de filtros resonantes sintonizados a las frecuencias a compensar. Este banco de filtros resonantes aparece como un refinamiento al lazo interno y es finalmente el término que ayuda a compensar los efectos de la distorsión armónica en la tensión de línea. El controlador propuesto es programado en una tarjeta de evaluación del procesador digital de señales DSP TMS320LF2407A, específicamente se usa el formato de punto fijo de 32 bits. Esto hace más exacto el proceso, manteniendo un tiempo de ejecución reducido. Cabe remarcar que el código del programa se ha realizado en lenguaje ensamblador. Gracias a esto se logró aumentar la frecuencia de muestreo hasta 20 KHz. En el presente reporte se describen brevemente las operaciones en formato de punto fijo en ensamblador, así como el código para la implementación del controlador. Para probar el control propuesto sin armar un prototipo de pruebas, y así ahorrar tiempo, se implementó el sistema compuesto por el DVR, la fuente de tensión distorsionada y la carga no lineal en una tarjeta dSPACE DS1103 dispuesta en una computadora personal. La interconexión de ambas tarjetas (DSP y dSPACE) se realizó por medio de tarjetas de interfaz que tienen la finalidad de proteger a ambas. Finalmente se presentan algunas graficas de los resultados de la evaluación experimental del controlador propuesto. Entre estos resultados cabe destacar la reducción de la distorsión armónica total (THD) de la tensión de la línea, la cual era originalmente del 11.62% (un poco mayor a la distorsión armónica que suele haber comúnmente) y se redujo al 1.22% gracias a la compensación propuesta."