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Type: Tese
Title: Controle robusto multivariável do protótipo de fonte modular de corrente do Sirius
Author: Cardoso, Thiago Trindade
First Advisor: Almeida, Pedro Machado de
Co-Advisor: Ferreira, André Augusto
Referee Member: Pomilio, José Antenor
Referee Member: Fogli, Gabriel Azevedo
Referee Member: Barbosa, Pedro Gomes
Referee Member: Cupertino, Allan Fagner
Resumo: Este trabalho apresenta o projeto e a validação experimental de uma estratégia de controle robusto multivariável aplicada à um protótipo da fonte de corrente do acelerador tipo Booster do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), no Brasil. A fonte, responsável por fornecer uma corrente em forma de onda triangular, exige rastreamento preciso com uma tolerância de erro inferior a 100 ppm, a fim de injetar os elétrons com precisão no anel de armazenamento. Caracterizado por uma estrutura complexa, de alta ordem e com múltiplas entradas e saídas, composta por vários módulos de potência em série e paralelo, o sistema tem sua complexidade tratada por meio de uma técnica de redução de modelo baseada na norma de Hankel. A utilização da planta de ordem reduzida durante o projeto do controlador não apenas simplifica o sistema, mas também resulta em um controlador de ordem inferior. Para garantir estabilidade e desempenho robustos na planta de ordem completa, o erro de aproximação é reintroduzido como incerteza no modelo reduzido. O projeto do controlador utiliza uma abordagem ponderada baseada no controle H∞. A validação experimental, feita com um protótipo em escala reduzida, confirma a eficácia da metodologia proposta em obter rastreamento preciso e desempenho robusto. Por fim, os resultados possibilitam analisar o esforço de controle, o erro das correntes em ppm, o equilíbrio das correntes de saída em cada lado da conexão em paralelo e a comparação com técnicas clássicas de controle.
Abstract: This paper presents the design and experimental validation of a multivariable robust control strategy applied to a prototype of the Brazilian Synchrotron Light Laboratory booster current source. The source, tasked with delivering a triangular waveform current, necessitates precise tracking with an error tolerance of less than 100 parts per million, in order to precisely inject electrons into the storage ring. Characterized by a complex, high-order multi-input multi-output structure with multiple series and parallel power modules, the system complexity is addressed through a model reduction technique based on the Hankel norm. Leveraging the reduced-order plant during controller design not only simplifies the system but also results in a lower-order controller. To guarantee robust stability and performance for the full-order plant, the approximation error is reintroduced as uncertainty into the reduced-order model. The controller design employs a weighted H∞ approach. Experimental validation using a small-scale prototype confirms the effectiveness of the proposed methodology in achieving precise tracking and robust performance. Finally, the results enable the analysis of the control effort, the current error in ppm, the current-sharing balance between the parallel connection, and the comparison with classical control techniques.
Keywords: Rastreamento de alta precisão
Controle multivariável
Redução de modelo
Controle robusto
Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS)
Fonte de corrente
High-precision tracking
Multivariable control
Robust control
Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS)
Current source
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20374
Issue Date: 11-Feb-2026
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses)



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