Controle chaveado e H∞ chaveado de sistemas não lineares incertos discretos no tempo descritos por modelos fuzzy T-S considerando região de operação e saturação dos atuadores - Santos, Gilberto Rodrigues dos (2020)
Este trabalho dedica-se ao desenvolvimento de projetos de controle chaveado e H∞ chaveado para o problema de estabilização local de sistemas não lineares incertos discretos no tempo sujeitos à saturação nos atuadores. Os procedimentos propostos utilizam modelos fuzzy Takagi-Sugeno (T-S) que possuem funções de pertinência dependentes de parâmetros incertos e modelos locais lineares conhecidos, e descrevem exatamente os sistemas não lineares incertos, em uma região de operação no espaço de estados. Baseados em uma função de Lyapunov não quadrática, os métodos propostos oferecem novas condições suficientes em termos de Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs) que asseguram estabilidade assintótica local do ponto de equilíbrio do sistema controlado. Além disso, os projetos de controle fornecem condições para a obtenção de um domínio, de modo que cada trajetória fique nele confinada, por todo o tempo futuro, desde que as trajetórias tenham suas condições iniciais contidas no referido domínio. Os procedimentos dos projetos asseguram a presença desse domínio dentro da região de validade da representação do sistema não linear incerto por modelos fuzzy T-S. Com o intuito de apresentar condições menos restritivas para a estabilização do sistema, o conceito de hiper-retângulos fechados é utilizado. Análises teóricas mostram o desenvolvimento de condições menos restritivas à medida que os projetos de controle chaveado são propostos. Além de serem comparados entre si, por não utilizarem as funções de pertinência para implementação da lei de controle, os projetos de controle chaveado são também comparados a projetos de controle que utilizam um controlador linear invariante no tempo. Levando em consideração a eficiência do controle chaveado na abordagem de sistemas fuzzy T-S incertos, um projeto de controle chaveado que garante um desempenho H∞ para uma classe de sistemas não lineares incertos discretos no tempo sujeitos à atuação de sinais de distúrbio, é proposto. Exemplos numéricos, amplamente discutidos na literatura, ilustram a eficácia das metodologias propostas. As simulações mostram que os procedimentos apresentados são resultados relevantes na estabilização, na estimação de um domínio de atração (DA) para o ponto de equilíbrio e na mitigação dos efeitos do distúrbio sobre sistemas não lineares incertos discretos no tempo. Por fim, um exemplo prático apresenta uma implementação da lei de controle chaveada em um sistema de controle de uma suspensão ativa de bancada fabricado pela Quanser.