Identificação do sistema aeropêndulo e métodos de controle chaveado aplicados a sistemas incertos descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Hyago Ramom Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Sistema aeropêndulo; Identificação de sistemas; Controle chaveado; Controle robusto de ganho único; Saturação dos atuadores; Sistemas não lineares incertos; Modelos fuzzy Takagi-Sugeno; Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs); Custo garantido quadrático; Aeropendulum system; System identification; Switched control; Single-gain control; Actuator saturation; Uncertain nonlinear systems; Takagi-Sugeno fuzzy models; Linear Matrix Inequalities (LMIs); Quadratic guaranteed cost
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/193574

Nesta dissertação são apresentadas metodologias de controle automático aplicáveis a um sistema de suspensão ativa de bancada e a um sistema aeropêndulo com modelagem incerta. Os controladores projetados são do tipo robustos de ganho único ou chaveados que podem ser aplicados a uma classe de sistemas lineares com incertezas politópicas e não lineares incertos descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS) considerando uma região de operação conhecida. A lei de controle chaveada elimina a necessidade de uso de funções de pertinência, que podem ser incertas ou complexas para encontrá-las ou estimá-las. A dinâmica do sistema aeropêndulo é aproximada por modelos locais lineares para diversos pontos de operação. Desta forma, o sistema não linear é descrito por modelos fuzzy TS e o projeto dos controladores é realizado através de Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs) com base na teoria de Lyapunov. São consideradas algumas restrições e técnicas de projeto para obter resultados satisfatórios tais como taxa de decaimento, restrição da norma dos controladores, saturação dos atuadores e índice de desempenho quadrático relacionado com a saída do sistema. As implementações no sistema aeropêndulo com controladores robustos são apresentadas ao final do trabalho para verificação da teoria estudada e análise dos resultados. Para eliminar o erro em regime permanente apresentado em algumas implementações, é inserida uma nova variável de estado ao sistema relacionada com a integral da diferença entre as saídas medida e desejada para o sistema aeropêndulo. Desta forma é apresentado um sistema aeropêndulo de ordem superior ao sistema identificado. São apresentadas também implementações e simulação do sistema de suspensão ativa de bancada considerando parâmetros incertos e falha no atuador.