PROPOSTA DE ESTRATÉGIA DE CONTROLE PREDITIVO BASEADO EM CONJUNTO FINITO COM PONDERAÇÃO DE FREQUÊNCIA PARA REDUÇÃO DO ESPALHAMENTO HARMÔNICO EM CONVERSORES CHAVEADOS.
Conjunto de Controle Finito; Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC); Conversores Chaveados CC-CA; Conversores Chaveados CC-CC; Eletrônica de Potência; Espalhamento Espectral; Função Custo; Ponderação de Frequência.
O Controle Preditivo Baseado em Modelo com Conjunto de Controle Finito (Finite Control Set Model Predictive Control – FCS-MPC) destaca-se como uma estratégia de controle amplamente empregada em conversores eletrônicos de potência devido à sua elevada dinâmica e simplicidade de implementação, contudo, sua frequência de chaveamento variável resulta em um espalhamento harmônico que pode comprometer a qualidade espectral dos sinais controlados. Neste contexto, este trabalho propõe duas novas estratégia de controle FCS-MPC com ponderação de frequência, desenvolvidas com o objetivo de reduzir o espalhamento harmônico característico do FCS-MPC convencional. A primeira estratégia é destinada a conversores CC-CC e a segunda a conversores CC-CA, ambas fundamentadas na adição de um termo ponderador de frequência à função custo do controlador preditivo. Como estudo de caso, as estratégias propostas são aplicadas ao controle das duas etapas de conversão de energia de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica, por meio de um conversor Boost fotovoltaico e de um inversor monofásico Full-Bridge. A validação foi realizada por meio de simulações computacionais no MATLAB/Simulink e de testes em tempo real utilizando a plataforma Hardware-in-the-Loop Typhoon HIL, sendo o desempenho avaliado por meio de métricas temporais e espectrais, incluindo índices de erro, potência espectral e distorção harmônica total. Os resultados demonstram que as estratégias propostas promovem uma redução significativa do espalhamento harmônico, proporcionando maior concentração da energia espectral em frequências específicas e melhoria da qualidade espectral dos sinais controlados, preservando simultaneamente o desempenho dinâmico característico do FCS-MPC.