Controle por modo deslizante adaptativo aplicado ao rastreamento de trajetórias para uma embarcação sujeita a perturbações ambientais

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Barbas, Vinicius Machado
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
• Palavras-chave em Português: Electronic engineering; Control system adjustable; Nonlinear systems; PID controllers; Engenharia eletrônica; Sistemas de controle ajustável; Sistemas não-lineares; Controladores PID; ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17814

Esta Dissertação aborda o problema de controle de uma embarcação marítima de superfície considerando-se o posicionamento dinâmico da mesma com rastreamento de trajetória predeterminada sujeita a perturbações ambientais desconhecidas. O modelo dinâmico do sistema e suas propriedades são desenvolvidos para permitir o projeto do controle. Como a dinâmica da embarcação é não-linear, foi implementado um controle de linearização por realimentação para o cancelamento das não-linearidades e facilitar a aplicação dos controladores. Foram considerados quatro tipos de controles para o rastreamento de trajetória. O primeiro controlador considerado foi o Proporcional-Derivativo (PD), por ser um controlador muito utilizado e de fácil implementação. O segundo controlador considerado foi o controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID) que, assim como o PD, é de fácil implementação e conta com uma ação integral para mitigar o erro residual que se apresenta no controlador PD. O terceiro controlador considerado é uma variação do Controlador por Modo Deslizante (SMC). A vantagem em relação aos outros controladores apresentados anteriormente é que o controle por modo deslizante é superior em relação a rejeição de perturbações, robustez a variação de parâmetros e tem uma implementação simples. Foi implementado o SMC Vetorial Unitário (UVC) que é conveniente para sistemas multivariáveis como é o caso analisado. A dificuldade deste controle é a necessidade do conhecimento de um majorante da perturbação ou estipulá-la de forma conservadora no projeto do controle. O quarto controlador e contribuição desta Dissertação, é o Controle por Modos Deslizantes Adaptativo (SMC Adaptativo). Este realiza o rastreamento de trajetória da embarcação sem a necessidade de conhecimento da amplitude das perturbações ambientais, onde há adaptação a partir do controle equivalente utilizando um filtro de média que estima as perturbações a partir de componentes de baixa frequência do sinal de controle. Em seguida são feitas simulações das perturbações e dos controladores para o rastreamento de trajetória apresentados nesta Dissertação para possibilitar sua comparação.