Metodología de diseño de sistemas de control para dispositivos SoC FPGA


Estudiante: Gabriel Santana Quintana
Tutores: Pedro Pérez Carballo (DIEA), Carlos Betancor Martín (DIEA)
Fecha lectura: 04/05/2022
Lugar: Sala de Teleenseñanza. Pab. A, Edificio de Electrónica y Telecomunicación
Resumen castellano:
Este trabajo propone una metodología para diseñar un sistema de control para dispositivos SoC FPGA y su aplicación a los sistema de control de instalaciones fotovoltaicas con objeto de mejorar su eficiencia energética. El flujo de diseño se realiza con las herramientas MATLAB/Simulink y Vivado Design Suite, de tal forma que a partir de un modelo en Matlab se consigue, mediant técnicas MIL, SIL y SoCIL su implementación hardware/software en un dispositivo SoC FPGA Zynq. La utilización de Matlab, facilita la experimentación con distintos algoritmos, conjuntamente con modelos digitales de la planta.

Se ha realizado una implementación de un algoritmo de Reconfiguración dinámica de un Array Fotovoltaico (DPVAR), junto con un controlador de Seguimiento del Punto de Máxima Potencia (MPPT) que permite validar la metodología de diseño propuesta. El controlador maximizará la potencia de salida de un array de paneles fotovoltaicos en condiciones de sombra parcial. El sistema de control se ha implementado en la placa de desarrollo ZedBoard, con un consumo de potencia muy reducido, así como una utilización de recursos mínimos. La ventaja  es que utiliza sistemas que no requiere el movimiento de paneles por lo que los costes de mantenimiento se reducen de forma significativa. Los estudios preliminares, sobre arrays de pequeño tamaño indican que la mejora introducida en cuanto a la potencia producida están entre el 20% y 30%, con respecto a sistemas sin la presencia de dicho sistema de control. 
Resumen inglés:
This work proposes a methodology to design control system for SoC FPGA devices. The design flow is done with the MATLAB/Simulink and Vivado Design Suite tools. An implementation of a Dynamic Photovoltaic Array Reconfiguration (DPVAR) algorithm, together with a Maximum Power Point Tracker (MPPT) controller can validate the proposed design methodology. The controller will maximise the power output of a PV array under partial shading conditions. The designed control system is prototyped on the ZedBoard development board.
Tribunal:
  • Presidente: Antonio Núñez Ordóñez
  • Secretario: Sunil Lalchand Khemchandani
  • Vocal: Alfonso Medina Escuela
Calificación:Sobresaliente (10)
Documentos: Resumen Póster Memoria