Controle preditivo robusto baseado em desigualdades matriciais lineares aplicado a um sistema de tanques acoplados
| Ano de defesa: | 2011 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
BR UFRN Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15339 |
Resumo: | This work deals with an on-line control strategy based on Robust Model Predictive Control (RMPC) technique applied in a real coupled tanks system. This process consists of two coupled tanks and a pump to feed the liquid to the system. The control objective (regulator problem) is to keep the tanks levels in the considered operation point even in the presence of disturbance. The RMPC is a technique that allows explicit incorporation of the plant uncertainty in the problem formulation. The goal is to design, at each time step, a state-feedback control law that minimizes a 'worst-case' infinite horizon objective function, subject to constraint in the control. The existence of a feedback control law satisfying the input constraints is reduced to a convex optimization over linear matrix inequalities (LMIs) problem. It is shown in this work that for the plant uncertainty described by the polytope, the feasible receding horizon state feedback control design is robustly stabilizing. The software implementation of the RMPC is made using Scilab, and its communication with Coupled Tanks Systems is done through the OLE for Process Control (OPC) industrial protocol |
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Controle preditivo robusto baseado em desigualdades matriciais lineares aplicado a um sistema de tanques acopladosControlador preditivo robustoDesigualdades matriciais linearesIncerteza politópicaSistema de tanques acopladosControlador lógico programávelRobust model predictive controlLinear matrix inequalitiesPolytopic uncertaintyCoupled tanks systemProgrammable logic controllerCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis work deals with an on-line control strategy based on Robust Model Predictive Control (RMPC) technique applied in a real coupled tanks system. This process consists of two coupled tanks and a pump to feed the liquid to the system. The control objective (regulator problem) is to keep the tanks levels in the considered operation point even in the presence of disturbance. The RMPC is a technique that allows explicit incorporation of the plant uncertainty in the problem formulation. The goal is to design, at each time step, a state-feedback control law that minimizes a 'worst-case' infinite horizon objective function, subject to constraint in the control. The existence of a feedback control law satisfying the input constraints is reduced to a convex optimization over linear matrix inequalities (LMIs) problem. It is shown in this work that for the plant uncertainty described by the polytope, the feasible receding horizon state feedback control design is robustly stabilizing. The software implementation of the RMPC is made using Scilab, and its communication with Coupled Tanks Systems is done through the OLE for Process Control (OPC) industrial protocolEste trabalho tem como objetivo desenvolver uma estratégia de controle on-line baseado no Controlador Preditivo Robusto (RMPC, acrônimo do inglês Robust Model Predictive Control) aplicado a um sistema real de tanques acoplados. Este processo consiste em sistema de dois tanques conectados, cujo liquido é enviado aos mesmos por uma bomba. O objetivo do controle (problema regulatório) é deixar os níveis dos tanques no ponto de operação considerado, mesmo na presença de perturbações. A síntese da técnica RMPC consiste em incorporar de forma explicita as incertezas da planta na formulação do problema. O objetivo do projeto, a cada período de amostragem, é encontrar uma realimentação de estados que minimiza o pior caso de uma função objetivo com horizonte infinito, sujeita a restrições no sinal de controle. O problema original, do tipo Min-max, é reduzido em a problema de otimização convexa expresso em desigualdades matriciais lineares (LMI, Linear Matriz Inequalities). Mostram-se, neste trabalho, a descrição da incerteza da planta na forma politópica e as condições de factibilidade do problema de otimização. A implementação do algoritmo RMPC foi feita utilizando o software Scilab e a sua comunicação com o sistema de tanques acoplados foi feita através do protocolo OPC (do inglês OLE for Process Control)Universidade Federal do Rio Grande do NorteBRUFRNPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaAutomação e Sistemas; Engenharia de Computação; TelecomunicaçõesCavalcanti, Anderson Luiz de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/7539214391736004http://lattes.cnpq.br/7224754476792019Maitelli, André Laurindohttp://lattes.cnpq.br/0477027244297797Dórea, Carlos Eduardo Trabucohttp://lattes.cnpq.br/0143490577842914Gabriel Filho, Oscarhttp://lattes.cnpq.br/4171033998524192Lopes, José Soares Batista2014-12-17T14:55:47Z2011-06-222014-12-17T14:55:47Z2011-02-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfLOPES, José Soares Batista. Controle preditivo robusto baseado em desigualdades matriciais lineares aplicado a um sistema de tanques acoplados. 2011. 84 f. Dissertação (Mestrado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15339porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2017-11-02T11:59:00Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/15339Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2017-11-02T11:59Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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This work deals with an on-line control strategy based on Robust Model Predictive Control (RMPC) technique applied in a real coupled tanks system. This process consists of two coupled tanks and a pump to feed the liquid to the system. The control objective (regulator problem) is to keep the tanks levels in the considered operation point even in the presence of disturbance. The RMPC is a technique that allows explicit incorporation of the plant uncertainty in the problem formulation. The goal is to design, at each time step, a state-feedback control law that minimizes a 'worst-case' infinite horizon objective function, subject to constraint in the control. The existence of a feedback control law satisfying the input constraints is reduced to a convex optimization over linear matrix inequalities (LMIs) problem. It is shown in this work that for the plant uncertainty described by the polytope, the feasible receding horizon state feedback control design is robustly stabilizing. The software implementation of the RMPC is made using Scilab, and its communication with Coupled Tanks Systems is done through the OLE for Process Control (OPC) industrial protocol |
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