Projeto de regras de chaveamento e controladores para sistemas lineares chaveados utilizando algoritmos baseados em LMIs
| Ano de defesa: | 2025 |
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Resumo: | Orientador: Ricardo Coração de Leão Fontoura de Oliveira |
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Projeto de regras de chaveamento e controladores para sistemas lineares chaveados utilizando algoritmos baseados em LMIsSynthesis of switching rules and controllers for switched linear systems using LMI-based algorithmsDesigualdades matriciais linearesSistemas de comutaçãoFunções de LyapunovSistemas de controle por realimentaçãoControle robustoLinear matrix inequalitiesSwitched systemsLyapunov functionsFeedback control systemsRobust controlOrientador: Ricardo Coração de Leão Fontoura de OliveiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Esta tese investiga o projeto de regras de chaveamento e leis de controle por realimentação para sistemas lineares chaveados em tempo contínuo e discreto, considerando modos precisamente conhecidos ou sujeitos a parâmetros incertos e variantes no tempo. As principais contribuições consistem em procedimentos iterativos baseados em desigualdades matriciais lineares para síntese de controladores por realimentação de estado e saída, além de leis de chaveamento que garantem estabilidade e desempenho robustos em malha fechada. Uma inovação de destaque das técnicas propostas é a eliminação da necessidade de discretização do espaço de parâmetros --- comum em métodos tradicionais da literatura --- permitindo tratar sistemas com mais de dois modos de forma eficiente. Além disso, as formulações apresentadas facilitam a imposição de estruturas fixas ou restrições para as matrizes de ganho, particularmente em projetos de realimentação dinâmica de saída. Resultados numéricos demonstram que as soluções propostas são em geral menos conservadoras e mais eficientes que as obtidas com os métodos existentes, oferecendo melhor desempenho para diversas classes de sistemas chaveados. Como subproduto das técnicas desenvolvidas, propõe-se um algoritmo semidecidível para calcular combinações convexas estáveis de conjuntos de matrizes --- uma contribuição significativa para a áreaAbstract: This thesis investigates the design of switching rules and feedback control laws for continuous- and discrete-time switched linear systems, considering both precisely known modes and modes subject to uncertain and time-varying parameters. The main contributions consist of iterative procedures based on linear matrix inequalities for the synthesis of state and output feedback controllers, as well as switching laws that ensure robust closed-loop stability and performance. The key innovation of the proposed techniques lies in the elimination of the need to discretize the parameter space --- a common requirement in traditional methods --- thus enabling the efficient treament of systems with more than two modes. Furthermore, the approach facilitates the imposition of fixed structures or constraints on the gain matrices, particularly in the design of dynamic output feedback. Numerical results show that the proposed solutions are generally less conservative and more efficient than the ones obtained with existing techniques, offering better performance for various classes of switched systems. As a byproduct of the developed techniques, a semidecidable algorithm is proposed to compute stable convex combinations of sets of matrices --- an important contribution to the fieldAbertoDoutoradoAutomaçãoDoutora em Engenharia ElétricaCAPES001CNPQ200231/2023-5[s.n.]Oliveira, Ricardo Coração de Leão Fontoura de, 1978-Teixeira, Marcelo Carvalho MinhotoLima, Thiago AlvesMorais, Cecília de FreitasSouza, MatheusUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSouza, Andressa Moura de, 1991-20252025-06-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (107 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/35236SOUZA, Andressa Moura de. Projeto de regras de chaveamento e controladores para sistemas lineares chaveados utilizando algoritmos baseados em LMIs. 2025. 1 recurso online (107 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/35236. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1518000Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1518000porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-09-08T09:23:18Zoai::1518000Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-09-08T09:23:18Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false |
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