Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nunes, Leonardo Araújo
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46931
Resumo: Neste trabalho propõe-se um método para o projeto de controladores por realimentação derivativa de estados de sistemas lineares representados por equações diferenciais matriciais de segunda ordem com atraso no sinal de controle. A partir da representação no domínio da frequência, conhecida como modelo por receptância, é formulado um problema de otimização para o cálculo de ganhos do controlador que limitem o pico em frequência de uma função de sensibilidade, garantindo assim estabilidade robusta em malha fechada mesmo diante do atraso. Algoritmo Genético é usado na resolução do problema de minimização. Para tratar de sistemas com matriz massa singular, uma estrutura com o preditor de Smith filtrado é proposta, a qual garante a regularização do sistema e a eliminação de dinâmicas impulsivas para condições iniciais consistentes. Experimentos numéricos ilustram a eficácia do método proposto, inclusive na eliminação de dinâmicas impulsivas, e trazem comparações com controladores por realimentação de estado.
id UFRN_6bfd942de77f4223a99b2244d5a2831f
oai_identifier_str oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/46931
network_acronym_str UFRN
network_name_str Repositório Institucional da UFRN
repository_id_str
spelling Nunes, Leonardo Araújohttp://lattes.cnpq.br/6173475137326946http://lattes.cnpq.br/0143490577842914Araújo, José Mário66836484504Araújo, Fábio Meneghetti Ugulino dehttp://lattes.cnpq.br/5473196176458886Queiroz, Kurios Iuri Pinheiro de Melohttp://lattes.cnpq.br/7489022506091803Dorea, Carlos Eduardo Trabuco2022-04-13T00:03:05Z2022-04-13T00:03:05Z2022-01-19NUNES, Leonardo Araújo. Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso. 2022. 76f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecatrônica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46931Neste trabalho propõe-se um método para o projeto de controladores por realimentação derivativa de estados de sistemas lineares representados por equações diferenciais matriciais de segunda ordem com atraso no sinal de controle. A partir da representação no domínio da frequência, conhecida como modelo por receptância, é formulado um problema de otimização para o cálculo de ganhos do controlador que limitem o pico em frequência de uma função de sensibilidade, garantindo assim estabilidade robusta em malha fechada mesmo diante do atraso. Algoritmo Genético é usado na resolução do problema de minimização. Para tratar de sistemas com matriz massa singular, uma estrutura com o preditor de Smith filtrado é proposta, a qual garante a regularização do sistema e a eliminação de dinâmicas impulsivas para condições iniciais consistentes. Experimentos numéricos ilustram a eficácia do método proposto, inclusive na eliminação de dinâmicas impulsivas, e trazem comparações com controladores por realimentação de estado.This work proposes a method for designing controllers by state-derivative feedback of linear systems represented by second-order matrix differential equations with delay in the control signal. From the frequency domain representation, known as the receptance model, an optimization problem is formulated for the computation of controller gains that limit the frequency peak of a sensitivity function, thus ensuring robust stability in closedloop even in face of delay. Genetic Algorithm is used to solve the optimization problem. To deal with systems with a singular mass matrix, a structure with a filtered Smith predictor is proposed, which guarantees the regularization of the system and the elimination of impulsive dynamics for consistent initial conditions. Numerical experiments illustrate the effectiveness of the proposed method, including the elimination of impulsive dynamics, and bring comparisons with state feedback controllers.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECATRÔNICAUFRNBrasilSistemas de segunda ordemResposta em frequênciaRealimentação derivativaSistemas singularesRegularizaçãoControle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atrasoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALControlerealimentacaoderivativa_Nunes_2022.pdfapplication/pdf3412383https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/46931/1/Controlerealimentacaoderivativa_Nunes_2022.pdfdda52cb26c33e5228f69cb78317d6d59MD51123456789/469312022-05-02 12:32:57.629oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/46931Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-05-02T15:32:57Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
title Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
spellingShingle Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
Nunes, Leonardo Araújo
Sistemas de segunda ordem
Resposta em frequência
Realimentação derivativa
Sistemas singulares
Regularização
title_short Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
title_full Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
title_fullStr Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
title_full_unstemmed Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
title_sort Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
author Nunes, Leonardo Araújo
author_facet Nunes, Leonardo Araújo
author_role author
dc.contributor.authorLattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6173475137326946
dc.contributor.advisorLattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0143490577842914
dc.contributor.referees1.none.fl_str_mv Araújo, Fábio Meneghetti Ugulino de
dc.contributor.referees1Lattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5473196176458886
dc.contributor.referees2.none.fl_str_mv Queiroz, Kurios Iuri Pinheiro de Melo
dc.contributor.referees2Lattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7489022506091803
dc.contributor.author.fl_str_mv Nunes, Leonardo Araújo
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Araújo, José Mário
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv 66836484504
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Dorea, Carlos Eduardo Trabuco
contributor_str_mv Araújo, José Mário
Dorea, Carlos Eduardo Trabuco
dc.subject.por.fl_str_mv Sistemas de segunda ordem
Resposta em frequência
Realimentação derivativa
Sistemas singulares
Regularização
topic Sistemas de segunda ordem
Resposta em frequência
Realimentação derivativa
Sistemas singulares
Regularização
description Neste trabalho propõe-se um método para o projeto de controladores por realimentação derivativa de estados de sistemas lineares representados por equações diferenciais matriciais de segunda ordem com atraso no sinal de controle. A partir da representação no domínio da frequência, conhecida como modelo por receptância, é formulado um problema de otimização para o cálculo de ganhos do controlador que limitem o pico em frequência de uma função de sensibilidade, garantindo assim estabilidade robusta em malha fechada mesmo diante do atraso. Algoritmo Genético é usado na resolução do problema de minimização. Para tratar de sistemas com matriz massa singular, uma estrutura com o preditor de Smith filtrado é proposta, a qual garante a regularização do sistema e a eliminação de dinâmicas impulsivas para condições iniciais consistentes. Experimentos numéricos ilustram a eficácia do método proposto, inclusive na eliminação de dinâmicas impulsivas, e trazem comparações com controladores por realimentação de estado.
publishDate 2022
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-04-13T00:03:05Z
dc.date.available.fl_str_mv 2022-04-13T00:03:05Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-01-19
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv NUNES, Leonardo Araújo. Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso. 2022. 76f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecatrônica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46931
identifier_str_mv NUNES, Leonardo Araújo. Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso. 2022. 76f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecatrônica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
url https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46931
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.program.fl_str_mv PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECATRÔNICA
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFRN
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRN
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron_str UFRN
institution UFRN
reponame_str Repositório Institucional da UFRN
collection Repositório Institucional da UFRN
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/46931/1/Controlerealimentacaoderivativa_Nunes_2022.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv dda52cb26c33e5228f69cb78317d6d59
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802117671000473600