Presentan proyecto de Sintonización de un Controlador PID y Adaptación de un Convertidor Reductor para aumentar la vida útil de los dispositivos electrónicos

David, Chiriquí,8 de julio de 2022. La Universidad Tecnológica de Panamá (UTP), sede de Chiriquí, presentó este viernes el cierre del proyecto “Sintonización de un Controlador PID y Adaptación de un Convertidor Reductor”, una iniciativa beneficiada a través de la Convocatoria Pública de Fomento a la Inserción de Talento Especializado (ITE) 2016 de la Dirección de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt). Dicho proyecto busca contribuir en la extensión de la vida útil de los sistemas fotovoltaicos u otros dispositivos electrónicos.

Un controlador PID es un mecanismo de control que busca reducir el error entre la respuesta deseada y la respuesta real de un sistema de lazo cerrado. Es utilizado ampliamente en la industria y sus iniciales indican que hay una acción proporcional, integral y derivativa.

La importancia de este proyecto radica en el hecho de que los convertidores reductores son dispositivos electrónicos que están presentes en muchas aplicaciones de uso diario como, por ejemplo: computadoras, celulares, aplicaciones fotovoltaicas, autos eléctricos, entre otros. Sin embargo, debido a factores como el envejecimiento, la degradación o fallos, estos dispositivos requieren un proceso de identificación del sistema para rastrear y diagnosticar sus parámetros. El proceso de identificación del sistema se puede realizar en línea para no afectar la operación normal del dispositivo. La identificación de los parámetros del sistema es esencial para diseñar y poner a punto un controlador adaptativo proporcional-integral-derivativo (PID).

Este trabajo utiliza la técnica denominada “condición de estabilidad robusta” junto con un controlador de conmutación, para determinar su eficiencia en la identificación y control de un convertidor reductor. Además, la condición de estabilidad robusta proporciona una medida de error para determinar qué controlador debe seleccionar en cada escenario de deterioro.

La iniciativa tiene entre sus objetivos:

1. Entender qué tan rápido un controlador puede compensar las fallas en un convertidor reductor. Estos objetivos se lograrán mediante la construcción y el análisis de un circuito convertidor reductor junto con Matlab, Simulink y Labview.

2. Desarrollar e implementar un controlador digital que no necesita esperar hasta que el proceso de identificación del sistema haya acabado en un convertidor reducto defectuoso.

3. Demostrar que el convertidor reductor puede ser controlado con equipos de bajo costo.

4. Involucrar a los estudiantes universitarios a participar en proyectos de Investigación.

5. Promover el desarrollo de proyectos de investigación con colaboración

      Internacional.

Este proyecto, que forma parte de la Fundación Tecnológica De Panamá (FTP), está bajo la dirección de la Dra. Victoria Serrano, el Mgtr. José Serracín, de la UTP; y el Dr. Konstantinos Tsakalis, de la Arizona State University, quienes conforman el equipo de investigación.

Aunque los investigadores reconocen que la identificación del sistema de un convertidor reductor se ha estudiado previamente con la aplicación de algunos controladores para estos dispositivos y las técnicas utilizadas hasta el momento, no son necesariamente los más adecuadas para algunas aplicaciones.

El controlador seleccionado dependerá de la condición de estabilidad robusta mínima asociado a dicho controlador. Por lo tanto, el proceso de identificación del sistema no tiene que ser completado antes de la etapa de diseño del controlador. Esto se traducirá como un beneficio en los convertidores reductores, ya que los mismos extenderían su vida útil, manteniendo al mismo tiempo una operación de alto rendimiento, señalan los investigadores.

Lo que hace que este proyecto sea innovador es la metodología para controlar el convertidor reductor, coinciden sus investigadores. La “condición de estabilidad robusta junto con el controlador de conmutación” es una técnica que permite acelerar la ejecución y el desempeño de la optimización del sistema. Además, es menos conservadora, ya que optimiza los parámetros del controlador a las propiedades específicas del desajuste en el modelo para un objetivo dado. Por lo tanto, los convertidores reductores pueden ser más eficientes y su vida útil pueden aumentar considerablemente.

Los investigadores del proyecto esperan que luego de 24 meses de estudio mejore el funcionamiento de los convertidores reductores.

El proyecto logra, además, generar un impacto tecnológico positivo, ya que beneficia a la industria de generación eléctrica a través de energía solar o fotovoltaica, que demuestra un buen crecimiento en la región. Así mismo, resulta de gran aporte en el ámbito educativo y social.

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