Design of robust PID controllers using convex optimization: frequency-based approaches.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: RAMOS, Egydio Tadeu Gomes.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Margens de disco; Margens de estabilidade; Otimização; Controle proporcional - integral - derivativo; Controle robusto; Controle multivariável; Disk margins; Stability margins; Optimization; Proportional - integral - derivative control; Robust control; Multivariable control; Engenharia Elétrica
• Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/44053

Nesta tese, é abordado o problema do projeto de controladores proporcionais - integrais - derivativos (PID) multivariáveis robustos utilizando métodos baseados em otimização e especi cações de robustez no domínio da frequência. Os métodos de controle tradicionais frequentemente não conseguem atender aos requisitos de desempenho na presença de incertezas de modelagem e do acoplamento entre as malhas de controle. Para superar essas limitações, dois métodos são propostos: a resintonia de controladores PID com especi cações de margens lineares e o projeto de controladores PID com especi cações de margens em disco. O primeiro método consiste em recalcular os ganhos de um controlador existente de forma a alcançar um modelo de referência desejado para o sistema em malha fechada. As restrições de robustez são de nidas utilizando margens de estabilidade lineares em uma abordagem por malha, baseada nas funções de transferência efetivas de cada malha. O segundo método envolve o cálculo dos ganhos do controlador visando melhorar o rastreio da referência, com garantia de robustez em sistemas com incerteza multiplicativa na saída. Essa incerteza é parametrizada por margens em disco, que fornecem condições necessárias e su cientes para a estabilidade robusta em sistemas multivariáveis. Os métodos propostos são validados por meio de estudos de caso. Os resultados demonstram que o método das margens lineares assegura desempenho em diferentes cenários, enquanto o método das margens em disco garante robustez multivariável. As análises comparativas destacam as vantagens das abordagens propostas em relação a outros métodos de projeto de controle robusto.