Projeto de controle robusto de ordem fracionária para sistemas com incerteza paramétrica
| Ano de defesa: | 2024 |
|---|---|
| Autor(a) principal: |
GOMES, Marcus Ciro Martins
 |
| Orientador(a): |
COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da
|
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Pará
|
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
|
| Departamento: |
Instituto de Tecnologia
|
| País: |
Brasil
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Palavras-chave em Inglês: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16812 |
Resumo: | Esta pesquisa apresenta uma nova metodologia que integra a Teoria de Controle de Ordem Fracionária com técnicas de Controle Robusto para lidar com a incerteza paramétrica, com o objetivo de melhorar o desempenho de sistemas incertos lineares invariantes no tempo com ordens inteiras ou fracionárias, referidos como Controle Robusto de Ordem Fracionária (FORC)). Ao contrário dos métodos tradicionais, esta abordagem proposta oferece uma nova formulação de projeto baseado em desigualdades, ampliando o escopo para descobrir soluções melhoradas através da otimização de programação linear. Consequentemente, os controladores de ordem fracionária são adaptados para garantir o desempenho transitório e de estado estacionário desejado em sistemas de malha fechada. Para facilitar a implementação digital do controlador projetado, a discretização invariante de resposta ao impulso de diferenciadores de ordem fracionária (IRID-FOD) é usada para aproximar controladores de ordem fracionária a funções de transferência de ordem inteira. Além disso, caso necessário o método de redução de ordem de Hankel pode ser aplicado, tornando os controladores mais adequados para implantação em hardware. Testes experimentais realizados em um sistema térmico, juntamente com resultados de avaliação baseados em respostas no domínio do tempo e análise de robustez apoiada por índices de desempenho e análise de valor definido, demonstram o desempenho aprimorado e robusto da metodologia FORC proposta em comparação com o controle robusto clássico sob incerteza paramétrica. |
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2025-02-03T14:29:28Z2025-02-03T14:29:28Z2024-10-21GOMES. Marcus Ciro Martins. Projeto de controle robusto de ordem fracionária para sistemas com incerteza paramétrica. Orientador: Carlos Tavares da Costa Júnior; Coorientador: Florindo Antonio de Carvalho Ayres Júnior. 2024. 78 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, , Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16812. Acesso em:.https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16812Esta pesquisa apresenta uma nova metodologia que integra a Teoria de Controle de Ordem Fracionária com técnicas de Controle Robusto para lidar com a incerteza paramétrica, com o objetivo de melhorar o desempenho de sistemas incertos lineares invariantes no tempo com ordens inteiras ou fracionárias, referidos como Controle Robusto de Ordem Fracionária (FORC)). Ao contrário dos métodos tradicionais, esta abordagem proposta oferece uma nova formulação de projeto baseado em desigualdades, ampliando o escopo para descobrir soluções melhoradas através da otimização de programação linear. Consequentemente, os controladores de ordem fracionária são adaptados para garantir o desempenho transitório e de estado estacionário desejado em sistemas de malha fechada. Para facilitar a implementação digital do controlador projetado, a discretização invariante de resposta ao impulso de diferenciadores de ordem fracionária (IRID-FOD) é usada para aproximar controladores de ordem fracionária a funções de transferência de ordem inteira. Além disso, caso necessário o método de redução de ordem de Hankel pode ser aplicado, tornando os controladores mais adequados para implantação em hardware. Testes experimentais realizados em um sistema térmico, juntamente com resultados de avaliação baseados em respostas no domínio do tempo e análise de robustez apoiada por índices de desempenho e análise de valor definido, demonstram o desempenho aprimorado e robusto da metodologia FORC proposta em comparação com o controle robusto clássico sob incerteza paramétrica.This research introduces a novel methodology that integrates fractional-order control theory with robust control techniques to address parametric uncertainty, aimed at enhancing the performance of linear time-invariant uncertain systems with integer or fractional orders, referred to as Fractional-Order Robust Control (FORC). Unlike traditional methods, this proposed approach offers a new formulation of inequalitiesbased design, broadening the scope for discovering improved solutions through linear programming optimization. Consequently, fractional-order controllers are tailored to ensure desired transient and steady-state performance in closed-loop systems. In order to facilitate the digital implementation of the designed controller, the impulse response invariant discretization of fractional-order differentiators (IRID-FOD) is used to approximate fractional-order controllers to integer-order transfer functions. Additionally, the Hankel reduction order method is applied, making the controllers suitable for hardware deployment. Experimental tests conducted on a thermal system, along with assessment results based on time-domain responses and robustness analysis supported by performance indices and set value analysis, demonstrate the enhanced and robust performance of the proposed FORC methodology compared to classical robust control under parametric uncertainty.Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2025-02-03T14:29:17Z No. of bitstreams: 2 Tese_ProjetoControleRobusto.pdf: 7240048 bytes, checksum: 738801aa07c7d615d5554f7bec66023a (MD5) license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5)Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2025-02-03T14:29:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese_ProjetoControleRobusto.pdf: 7240048 bytes, checksum: 738801aa07c7d615d5554f7bec66023a (MD5) license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5)Made available in DSpace on 2025-02-03T14:29:28Z (GMT). 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