Controle adaptativo e variedades de riccati.
| Ano de defesa: | 2003 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo Escola Politécnica |
| 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://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-30042026-105835/ |
Resumo: | Trabalha-se, nesta tese, com controle adaptativo por equivalência à certeza, mas em vez de se fazer a sintonização (identificação dos parâmetros da planta) num espaço euclidiano, esta é feita num espaço curvo (variedade de Riccati). Esta idéia foi recentemente introduzida em Pait e Piccoli (2000) (Geometry of adaptive control. In XIII Congresso Brasileiro de Automática) e o objetivo era evitar o conhecido problema de perda de estabilizabilidade do modelo de projeto, que ocorre quando a trajetória das estimativas dos parâmetros da planta cruza uma região proibida. As propriedades geométricas deste novo espaço (curvo) de sintonização contribuem para que a região citada seja contornada. Entretanto, os sintonizadores desenvolvidos nesta tese, diferentemente daquele do artigo acima, usam conceitos de geometria diferencial, de modo que este trabalho começa com a dedução da métrica e a equação das geodésicas para variedades de Riccati de dimensão 2n. Em seguida, os sintonizadores tipo gradiente instantâneo e gradiente integral, chamados aqui de sintonizadores em geometria euclidiana, são generalizados para a nova geometria usando-se o conceito de gradiente contravariante. Alguns acréscimos à função custo também são usados no sentido de melhorar as suas propriedades. Os sintonizadores tipo aceleração, apresentados em Pait (1998) (A tuner that accelerate parameters. Systems and Control Letters, 35(1):65-68, August), também são generalizados através de formulação lagrangeana, cujo espaço de configuração é a própria variedade de Riccati, além de acréscimos à função custo. Introduz-se também uma classe de sintonizadores em variedades de Riccati chamada aqui de sintonizadores ótimos. A idéia básica é formulá-los como problema de filtragem ótima, de modo que estes tenham, por construção, certas propriedades desejáveis. ) Deduz-se, em particular, o sintonizador com formulação mais simples, que surpreendentemente se mostra uma generalização do algoritmo de mínimos quadrados recursivo. Tendo-se em vista uma futura formulação recursiva do primeiro, são apresentados resultados de controle/filtragem ótima bastante interessantes e que normalmente não constam na literatura. Os conceitos básicos de geometria diferencial/riemanniana são apresentados em apêndice para o leitor não especialista no assunto, onde procura-se conciliar rigor e clareza, apresentando-se teoremas (sem demonstrações) juntamente com exemplos de aplicações. Há também um apêndice contendo resultados obtidos em sistemas híbridos que não estão relacionados diretamente com a parte de controle adaptativo. |
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Entretanto, os sintonizadores desenvolvidos nesta tese, diferentemente daquele do artigo acima, usam conceitos de geometria diferencial, de modo que este trabalho começa com a dedução da métrica e a equação das geodésicas para variedades de Riccati de dimensão 2n. Em seguida, os sintonizadores tipo gradiente instantâneo e gradiente integral, chamados aqui de sintonizadores em geometria euclidiana, são generalizados para a nova geometria usando-se o conceito de gradiente contravariante. Alguns acréscimos à função custo também são usados no sentido de melhorar as suas propriedades. Os sintonizadores tipo aceleração, apresentados em Pait (1998) (A tuner that accelerate parameters. Systems and Control Letters, 35(1):65-68, August), também são generalizados através de formulação lagrangeana, cujo espaço de configuração é a própria variedade de Riccati, além de acréscimos à função custo. Introduz-se também uma classe de sintonizadores em variedades de Riccati chamada aqui de sintonizadores ótimos. A idéia básica é formulá-los como problema de filtragem ótima, de modo que estes tenham, por construção, certas propriedades desejáveis. ) Deduz-se, em particular, o sintonizador com formulação mais simples, que surpreendentemente se mostra uma generalização do algoritmo de mínimos quadrados recursivo. Tendo-se em vista uma futura formulação recursiva do primeiro, são apresentados resultados de controle/filtragem ótima bastante interessantes e que normalmente não constam na literatura. Os conceitos básicos de geometria diferencial/riemanniana são apresentados em apêndice para o leitor não especialista no assunto, onde procura-se conciliar rigor e clareza, apresentando-se teoremas (sem demonstrações) juntamente com exemplos de aplicações. Há também um apêndice contendo resultados obtidos em sistemas híbridos que não estão relacionados diretamente com a parte de controle adaptativo.The purpose of this thesis is to present new tuning algorithms following the ideas of Pait and Piccoli (2000) (Geometry of adaptive control. In XIII Congresso Brasileiro de Automática) in order to solve the famous stabilizability problem in certainty-equivalence adaptive control. This problem occurs when the parameter estimate trajectory crosses the subset of the parameter space where the project model loses stabilizability. The main idea is to identify the plant parameters in a curved space (Riccati manifold), instead of in a Euclidean space so that the trajectory could avoid the above subset. Differently from the above paper, differential geometric concepts are used here, so that the work starts with a discussion of the metric tensor and the geodesic equations for the 2n-dimensional Riccati manifold. The instantaneous gradient type and the integral gradient type tuners are generalized for the new geometry by the concept of contravariant gradient. The so called acceleration algorithms of Pait (1998) (A tuner that accelerate parameters. Systems and Control Letters, 35(1):65-68, August), are also generalized by means of Lagrangean formulation in a new configuration space, which is the Riccati manifold. Different cost functions are tried in order to improve the tuners. A new class of algorithms in the Riccati manifold called optimal tuners is also introduced. They are formulated as optimal filtering problems so that they have some desired properties byconstruction. In particular, the one that has the simpler formulation are almost fully developed, though a recursive formulation is still lacking. Surprisingly, this algorithm reveals itself as an interesting generalization of the recursive least-square tuner in the new geometry. ) In order to supply the necessary differential geometric background, the main concepts are presented in an appendix, as well as interesting optimal control results not easy to find together in the literature. An appendix gathering results obtained in hybrid systems are also presented, together with a review of the fundamentals of this subject.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USPUniversidade de São PauloEscola PolitécnicaPait, Felipe MiguelColón, Diego2003-03-212026-04-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-30042026-105835/doi:10.11606/T.3.2003.tde-30042026-105835Liberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2026-04-30T14:09:02Zoai:teses.usp.br:tde-30042026-105835Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-30T14:09:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Trabalha-se, nesta tese, com controle adaptativo por equivalência à certeza, mas em vez de se fazer a sintonização (identificação dos parâmetros da planta) num espaço euclidiano, esta é feita num espaço curvo (variedade de Riccati). Esta idéia foi recentemente introduzida em Pait e Piccoli (2000) (Geometry of adaptive control. In XIII Congresso Brasileiro de Automática) e o objetivo era evitar o conhecido problema de perda de estabilizabilidade do modelo de projeto, que ocorre quando a trajetória das estimativas dos parâmetros da planta cruza uma região proibida. As propriedades geométricas deste novo espaço (curvo) de sintonização contribuem para que a região citada seja contornada. Entretanto, os sintonizadores desenvolvidos nesta tese, diferentemente daquele do artigo acima, usam conceitos de geometria diferencial, de modo que este trabalho começa com a dedução da métrica e a equação das geodésicas para variedades de Riccati de dimensão 2n. Em seguida, os sintonizadores tipo gradiente instantâneo e gradiente integral, chamados aqui de sintonizadores em geometria euclidiana, são generalizados para a nova geometria usando-se o conceito de gradiente contravariante. Alguns acréscimos à função custo também são usados no sentido de melhorar as suas propriedades. Os sintonizadores tipo aceleração, apresentados em Pait (1998) (A tuner that accelerate parameters. Systems and Control Letters, 35(1):65-68, August), também são generalizados através de formulação lagrangeana, cujo espaço de configuração é a própria variedade de Riccati, além de acréscimos à função custo. Introduz-se também uma classe de sintonizadores em variedades de Riccati chamada aqui de sintonizadores ótimos. A idéia básica é formulá-los como problema de filtragem ótima, de modo que estes tenham, por construção, certas propriedades desejáveis. ) Deduz-se, em particular, o sintonizador com formulação mais simples, que surpreendentemente se mostra uma generalização do algoritmo de mínimos quadrados recursivo. Tendo-se em vista uma futura formulação recursiva do primeiro, são apresentados resultados de controle/filtragem ótima bastante interessantes e que normalmente não constam na literatura. Os conceitos básicos de geometria diferencial/riemanniana são apresentados em apêndice para o leitor não especialista no assunto, onde procura-se conciliar rigor e clareza, apresentando-se teoremas (sem demonstrações) juntamente com exemplos de aplicações. Há também um apêndice contendo resultados obtidos em sistemas híbridos que não estão relacionados diretamente com a parte de controle adaptativo. |
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