Design of robust PID controllers using convex optimization: frequency-based approaches. - RAMOS, Egydio Tadeu Gomes. (2025)
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.