Controle por Modos Deslizantes (Sliding Mode) em Conversor Buck-Boost

Controle Robusto
Eletrônica de Potência
Disponível
Projeto e simulação de um controlador por modos deslizantes para regulação de tensão de saída de um conversor Buck-Boost sob variações de carga e da tensão de entrada.
Data de Publicação

14 de julho de 2026

Objetivos

O conversor Buck-Boost tem dinâmica não linear e de fase não mínima, o que torna seu controle mais desafiador que o de conversores Buck ou Boost isolados. O controle por modos deslizantes (SMC) é naturalmente robusto a incertezas de modelo e variações de carga, sendo uma alternativa interessante a controladores lineares. Objetivos:

  • Modelar o conversor Buck-Boost em espaço de estados e definir uma superfície de deslizamento adequada para regulação da tensão de saída;
  • Projetar a lei de controle chaveada (sliding mode) e analisar condições de existência e alcançabilidade da superfície;
  • Comparar, em simulação, a robustez do SMC frente a um PID e a um MPC (se disponível no LabVirtual) sob degraus de carga e variações na tensão de entrada;
  • Investigar técnicas de mitigação do chattering (ex: camada limite, controle equivalente com filtro passa-baixas).

Pré-requisitos

  • Eletrônica de Potência I (conversores CC-CC não isolados);
  • Sistemas de Controle II (espaço de estados); noções de estabilidade de Lyapunov são desejáveis, mas podem ser estudadas durante o projeto;
  • Programação em Python ou MATLAB/Simulink.

Estrutura Sugerida para o Grupo Autogerenciado

  • Reuniões semanais internas do grupo, com reunião quinzenal com o orientador;
  • Entregáveis mensais: notebook/script reprodutível com o modelo, o controlador e os experimentos de robustez, mais um resumo curto dos resultados;
  • Ferramentas: repositório Git compartilhado, ambiente Python ou MATLAB com controle de versão dos scripts;
  • Divisão sugerida: um membro focado na modelagem do conversor e projeto da superfície de deslizamento, outro na implementação e sintonia da lei de controle, outro na comparação com os controladores de referência e nas técnicas anti-chattering.

Referências

  1. Utkin, V. (1993). Sliding Mode Control Design Principles and Applications to Electric Drives. IEEE Transactions on Industrial Electronics. [placeholder — confirmar edição/páginas]
  2. Tan, S.-C., Lai, Y. M., & Tse, C. K. (2011). Sliding Mode Control of Switching Power Converters: Techniques and Implementation. CRC Press. [placeholder — confirmar edição/páginas]
  3. Repositório ControleBuck — modelo de referência do conversor, a ser adaptado para a topologia Buck-Boost.