Resumo

AISSA-BOKHTACHE, Aicha et al. Diseño de un Controlador Predictivo Aplicado a un Sistema de Balastro Electrónico Lámparas Descarga. Rev Politéc. (Quito) [online]. 2025, vol.56, n.2, pp.29-36. ISSN 2477-8990.  https://doi.org/10.33333/rp.vol56n2.03.

Este artículo propone una estrategia de control avanzada para mejorar el rendimiento de los sistemas de esterilización de agua por ultravioleta-C (UVC). La principal aportación de este estudio es la aplicación del control predictivo de modelos (MPC) al sistema de alimentación de balastos electrónicos mediante un inversor monofásico de puente completo de 50 kHz. El objetivo es regular la corriente de arco a través de la lámpara de descarga para generar UV-C a 253,7 nm, mejorando la intensidad de radiación y preservando la vida útil de la lámpara, con especial énfasis en la consecución de formas de onda sinusoidales de alta calidad y la minimización de la distorsión armónica total (THD). Este método aborda retos clave como las variaciones de corriente, que repercuten negativamente en la longevidad de las lámparas, la consistencia de la radiación ultravioleta y la fiabilidad general del sistema. Al garantizar una regulación precisa de la corriente, el método propuesto mejora la eficacia de la desinfección del agua, evita la supervivencia de microorganismos nocivos y reduce las pérdidas de energía y el sobrecalentamiento. Se utilizan herramientas MATLAB para evaluar el rendimiento del sistema basado en MPC y compararlo con el método de control proporcional-integral (PI) convencional, verificando así la eficacia de la estrategia de control propuesta. Los resultados indican que la técnica de control predictivo mantiene la corriente sinusoidal con un 2.21 % de THD, un 65 % menos que el control PI convencional (6.00 % de THD). Además, el MPC rechaza las perturbaciones de carga en 0.001 s, un 50 % más que el control PI (0.002 s), y sigue la señal de referencia con un error en estado estacionario inferior al 0.5 %. Estos aspectos ponen de relieve lo bien que el control predictivo de modelos consigue un funcionamiento estable y eficaz de la lámpara de descarga.

Palavras-chave : Controlador predictivo por modelos; controlador proporcional-integral; inversor monofásico de puente completo; radiación ultravioleta; esterilización del agua; sistema de lámpara de descarga-balasto electrónico.

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