Modelagem, Identificação e Controle Clássico e Preditivo de um Inversor de Frequência Trifásico com Carga RL em Plataforma Comercial Texas Instruments

Eletrônica de Potência
Controle Preditivo
Em andamento
Identificação (MQC/RLS) e controle de corrente (PI-dq, PR-αβ, FCS-MPC) de um inversor trifásico a GaN com carga RL sobre a plataforma Texas Instruments LAUNCHXL-F28379D.
Data de Publicação

11 de setembro de 2026

Plano de Trabalho

Pesquisador - IC: Alessandra Gabrielly Costa de Sousa — Plano de Trabalho completo (PDF)
Orientador: Prof. Dr. Raphael Teixeira

Objetivos

Este plano investiga a identificação de sistemas e o controle clássico e preditivo de um inversor de frequência trifásico de dois níveis alimentando uma carga RL trifásica equilibrada, implementado sobre a plataforma Texas Instruments LAUNCHXL-F28379D com o módulo inversor a GaN BOOSTXL-3PHGANINV. A carga RL isola o estudo do inversor e de suas malhas de corrente da dinâmica adicional de uma máquina elétrica, servindo de etapa intermediária para os acionamentos elétricos previstos no projeto de pesquisa. Objetivos:

  • Estudar os fundamentos do inversor trifásico de dois níveis, das modulações SPWM/SVPWM e das transformações de Clarke e Park;
  • Estudar a arquitetura da plataforma LAUNCHXL-F28379D com o módulo BOOSTXL-3PHGANINV (estágios a GaN, sensoriamento integrado, PWM trifásico com tempo morto);
  • Projetar e montar o banco de carga RL trifásica equilibrada e as interfaces de medição necessárias;
  • Derivar o modelo do inversor com carga RL nos referenciais estacionário (αβ) e síncrono (dq), e simular em MATLAB/Simulink, gerando dados para identificação;
  • Identificar experimentalmente, por mínimos quadrados convencionais (MQC) e recursivos (RLS), modelos ARX entre índice de modulação e corrente de carga nos referenciais αβ e dq;
  • Projetar e implementar embarcadamente o controlador PI no referencial síncrono dq, o controlador Proporcional-Ressonante (PR) no referencial estacionário αβ, e o controle preditivo de conjunto finito (FCS-MPC) a partir dos modelos identificados;
  • Comparar experimentalmente PI-dq, PR-αβ e FCS-MPC quanto a erro de rastreamento, tempo de resposta, distorção harmônica total (THD) e robustez a variações de frequência e amplitude de referência.

Pré-requisitos

  • Eletrônica de Potência I e II (inversores, modulação PWM/SVPWM);
  • Sistemas de Controle I (referenciais dq/αβ desejável);
  • Identificação de Sistemas (mínimos quadrados);
  • Programação em C/C++ (Code Composer Studio, C2000) e Python/MATLAB para identificação e controle.

Estrutura Sugerida para o Grupo Autogerenciado

  • Reuniões semanais internas do grupo, com reunião quinzenal com o orientador para validação de resultados;
  • Entregáveis mensais: firmware/notebook reprodutível cobrindo o pipeline modelagem → simulação → bancada → identificação → controle;
  • Ferramentas: kit LAUNCHXL-F28379D, módulo BOOSTXL-3PHGANINV, banco de carga RL trifásica, osciloscópio, MATLAB/Simulink, Python, repositório Git compartilhado;
  • Divisão sugerida: um membro focado na montagem da bancada e no banco de carga RL, outro na identificação de sistemas (MQC/RLS) nos referenciais αβ/dq, outro no projeto e na validação dos controladores (PI-dq, PR-αβ, FCS-MPC).

Referências

  1. Holmes, D. G.; Lipo, T. A. Pulse Width Modulation for Power Converters: Principles and Practice. Wiley-IEEE Press, 2003.
  2. Rodriguez, J.; Cortes, P. Predictive Control of Power Converters and Electrical Drives. Wiley-IEEE Press, 2012.
  3. Kazmierkowski, M. P.; Malesani, L. Current control techniques for three-phase voltage-source PWM converters: A survey. IEEE Trans. Industrial Electronics, v. 45, n. 5, 1998.
  4. Krause, P. C. et al. Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. 3ª ed. Wiley-IEEE Press, 2013.
  5. Aguirre, L. A. Introdução à Identificação de Sistemas. 4ª ed. Editora UFMG, 2015.
  6. Texas Instruments. LAUNCHXL-F28379D — C2000 Delfino LaunchPad Development Kit — User’s Guide.
  7. Texas Instruments. BOOSTXL-3PHGANINV — Three-Phase GaN Inverter BoosterPack — User’s Guide.