Repositorio UFRO · Omeka S

Model-Free Predictive Control of Five-Level T-Type Nested Neutral Point Clamped Converter

Primer Autor	Flores-Bahamonde, Freddy
Título	Model-Free Predictive Control of Five-Level T-Type Nested Neutral Point Clamped Converter
Editorial	IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC
Revista	IEEE JOURNAL OF EMERGING AND SELECTED TOPICS IN POWER ELECTRONICS
Lenguaje	en
Resumen	Multilevel converters have been turned into a prominent solution for high-power, medium-voltage applications. However, controlling multilevel converters is a complex task, which is typically implemented through single-input-single-output loops or via finite control set model predictive control (FCS-PC). Moreover, among the latest proposed multilevel converters, the five-level T-type nested neutral point clamped (5L-T-NNPC) stands out due to its reduced hardware requirements and wide voltage range applications. Although finite control set model predictive controller (FCS-MPC) has good performance with a fast dynamic response for operating this converter, this control strategy requires a detailed model of the converter, where parameter or model mismatch will degrade its performance. To improve the operation, this article proposes a novel model-free predictive control (MF-PC) that does not require a detailed model of the converter to operate, and it is robust under parameter mismatch. Indeed, it only requires the operation data of the converter to identify the parameters of a general autoregressive with exogenous (ARX) model via the least squares algorithm. Experimental and simulation results validate the better performance of the proposed MF-PC over the conventional FCS-MPC for a 5L-T-NNPC converter.Los convertidores multinivel se han convertido en una solución destacada para aplicaciones de alta potencia y media tensión. Sin embargo, controlar estos convertidores es una tarea compleja que generalmente se implementa mediante bucles de entrada única y salida única o mediante control predictivo de modelo con conjunto de control finito (FCS-PC). Además, entre los convertidores multinivel propuestos más recientemente, el convertidor de cinco niveles tipo T con punto neutro fijo anidado (5L-T-NNPC) destaca por sus reducidos requisitos de hardware y su amplio rango de tensión de aplicación. Si bien el controlador predictivo de modelo con conjunto de control finito (FCS-MPC) ofrece un buen rendimiento con una respuesta dinámica rápida para operar este convertidor, esta estrategia de control requiere un modelo detallado del mismo, donde una discrepancia en los parámetros o en el modelo degrada su rendimiento. Para mejorar su funcionamiento, este artículo propone un novedoso control predictivo sin modelo (MF-PC) que no requiere un modelo detallado del convertidor y es robusto ante discrepancias en los parámetros. De hecho, solo se requieren los datos de operación del convertidor para identificar los parámetros de un modelo autorregresivo general con variables exógenas (ARX) mediante el algoritmo de mínimos cuadrados. Los resultados experimentales y de simulación validan el mejor desempeño del MF-PC propuesto en comparación con el FCS-MPC convencional para un convertidor 5L-T-NNPC.
Tipo de Recurso	artículo original
Description	Predictive models Mathematical models Topology Switches Computational modeling Capacitors Voltage Voltage control Uncertainty Multilevel converters Five-level topology model-free predictive control multilevel converter T-type structure
doi	10.1109/JESTPE.2025.3525803
Formato Recurso	pdf
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1109/JESTPE.2025.3525803
Disciplinas de la OCDE	Ingeniería Eléctrica y Electrónica Robótica y Sistemas de Control Automático Sistemas de Automatización y Control
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	hibrida verde
Access Rights	metadato
Derechos de acceso	metadato
Id de Web of Science	WOS:001473268300029
Título de la cita (Recomendado-único)	Model-Free Predictive Control of Five-Level T-Type Nested Neutral Point Clamped Converter
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC
Revista/Libro	IEEE JOURNAL OF EMERGING AND SELECTED TOPICS IN POWER ELECTRONICS
Categoría WOS	Engineering, Electrical & Electronic
Idioma	en
ISSN	2168-6777
Entidad financiadora	Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID)#Millennium Institute on Green Ammonia as Energy Vector MIGA(ANID/Millennium Science Initiative Program)#SERC Chile#ANID/Vinculacion Internacional#ANID/FONDECYT de Iniciacion
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID) [ANID/FONDECYT/3220126, ANID/FONDECYT/1210208] Millennium Institute on Green Ammonia as Energy Vector MIGA(ANID/Millennium Science Initiative Program) [ICN2021 023, FB0008] SERC Chile [ANID/FONDAP/1523A0006] ANID/Vinculacion Internacional [FOVI230056] ANID/FONDECYT de Iniciacion [11240510]
Formato	pdf