Controladores para irrigação automática de solos modelados por equações diferenciais parciais não-lineares

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Huayanay Villar, Jose Luis
Data de Publicação: 2021
Outros Autores: villarjose348@gmail.com
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17754
Resumo: Control strategies for precision irrigation are proposed. The objective is to develop, analyze and test methods to automatically control the water content in the soil. Sliding mode control (SMC) is applied to regulate the water content in the soil with robustness to parametric uncertainties and disturbances. The dynamics of water infiltration in porous media (soil) is modeled by the Richards equation, which is a nonlinear parabolic partial differential equation (PDE). Two control objectives are considered: control of the average moisture in a layer near the surface and control of the moisture at a specified depth. SMC strategies are proposed, highlighting the use of a controller with proportional and integral actions connected in cascade for the case of non-collocated sensor and actuator. Simulation results indicate the performance of these control systems and the rejection of external disturbances such as water evaporation or rain.
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Sliding mode control (SMC) is applied to regulate the water content in the soil with robustness to parametric uncertainties and disturbances. The dynamics of water infiltration in porous media (soil) is modeled by the Richards equation, which is a nonlinear parabolic partial differential equation (PDE). Two control objectives are considered: control of the average moisture in a layer near the surface and control of the moisture at a specified depth. SMC strategies are proposed, highlighting the use of a controller with proportional and integral actions connected in cascade for the case of non-collocated sensor and actuator. Simulation results indicate the performance of these control systems and the rejection of external disturbances such as water evaporation or rain.Nesta dissertação são propostas estratégias de controle para a irrigação de precisão. Os objetivos são desenvolver, analisar e testar métodos para controlar automaticamente o conteúdo de água no solo. O controle por modo deslizante (SMC) é aplicado para regular o conteúdo de água no solo de forma robusta, a incertezas paramétricas e perturbações. A dinâmica da infiltração da água em meio poroso (solo) é modelada pela equação de Richards, que é uma equação diferencial parcial (EDP) parabólica não-linear. Dois objetivos de controle são considerados: o controle da umidade média numa camada próxima à superfície e o controle do conteúdo de água em uma profundidade especificada no solo. Para isso, estratégias SMC são propostas, destacando-se o uso de um controlador com ações proporcional e integral conectado em cascata para o caso de sensor e atuador não colocados. Os resultados de simulações indicam o bom desempenho desses sistemas de controle e a rejeição de perturbações causadas pela evaporação da água ou chuva.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-05-17T18:25:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jose Luis Huayanay Villar - 2022 - Completo.pdf: 4344479 bytes, checksum: f75251f41cc8619d9a85dae0a922982f (MD5)Made available in DSpace on 2022-05-17T18:25:22Z (GMT). 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