Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Spagolla, Amanda, 1992-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636740
Resumo: Orientadores: Pedro Luis Dias Peres, Cecília de Freitas Morais
id UNICAMP-30_255e078bcb608a37254793435492a3aa
oai_identifier_str oai::1091167
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais linearesStability analysis and control synthesis for positive discrete-time linear systems by means of linear matrix inequalitiesSistemas lineares invariantes no tempoSistemas lineares variantes no tempoControle robustoDesigualdades matriciais linearesLinear systemsRobust controlPositive systemsFeedback control systemsOrientadores: Pedro Luis Dias Peres, Cecília de Freitas MoraisDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Nesta dissertação são estudados sistemas lineares positivos, isto é, sistemas lineares com variáveis de estado e de saída não negativas, para qualquer condição inicial e entrada não negativas. Mais precisamente, pretende-se abordar os problemas de síntese de controladores para sistemas discretos positivos lineares com parâmetros variantes no tempo (LPV, do inglês Linear Parameter Varying) por meio de metodologias baseadas em desigualdades matriciais lineares (em inglês, Linear Matrix Inequalities - LMIs). Para este fim, consideram-se como critérios de desempenho as normas H-infinito e H-2. Investiga-se o projeto de controladores por realimentação estática de saída e de estados. Como primeira contribuição, propõe-se um procedimento iterativo, baseado em LMIs dependentes de parâmetros, para a estabilização e controle H-infinito e H-2 dos sistemas discretos positivos LPV. Dentre as principais características do método iterativo, destaca-se o emprego do ganho diretamente como uma variável de otimização, em vez de adotar mudanças de variáveis. Esse atributo da recuperação do ganho é muito vantajoso no âmbito de sistemas positivos, uma vez que possibilita eliminar a imposição de estruturas diagonais sobre as matrizes envolvidas na recuperação do ganho para satisfazer a restrição de positividade aplicada ao sistema em malha fechada. Outra vantagem é a possibilidade de o método proposto poder ser particularizado para lidar com sistemas politópicos invariantes no tempo e sistemas chaveados (com regra de chaveamento arbitrária), permitindo, ainda, o emprego de estruturas especiais no ganho, tais como descentralização ou restrições sobre o módulo dos elementos, sem restringir qualquer outra variável do problema. Outras propriedades interessantes da técnica proposta são listadas a seguir: o emprego de relaxações aplicadas de maneira combinada às condições de estabilidade e positividade para reduzir o grau de conservadorismo do procedimento iterativo; a garantia de convergência local do algoritmo; a proposição de condições iniciais adequadas que garantem a existência de soluções factíveis a cada iteração. Como segunda contribuição, apresenta-se nesta dissertação uma condição LMI associada a uma busca em um parâmetro escalar restrito a um intervalo bem definido para síntese de controladores por realimentação de estados no contexto de sistemas lineares positivos chaveados discretos no tempo, capaz de prover controladores dependentes e independentes de modos. Finalmente, exemplos numéricos ilustram a aplicabilidade e a flexibilidade dos métodos propostos, bem como a eficiência das abordagens quando comparadas com outras técnicas existentes na literaturaAbstract: Linear positive systems are investigated in this dissertation, that is, linear systems whose state and output variables are non-negative for any non-negative input and non-negative initial condition. More precisely, the problem of control synthesis for linear parameter-varying (LPV) discrete-time positive systems is addressed by means of linear matrix inequality (LMI) based methodologies. To this aim, performance criteria such as the H-infinity and H-2 norms are taken into account. The static state and output feedback control design is investigated. As first contribution, an iterative procedure based in parameter-dependent LMIs is proposed to solve the problems of stabilization and H-infinity and H-2 control of LPV discrete-time positive systems. Among the main features of the iterative method, one can highlight the use of the control gain directly as optimization variable, instead of adopting the usual change of variables. This particularity of gain synthesis is very advantageous in the context of positive systems, since it eliminates the need of diagonal structures in the variables related to the gain recovery, required to satisfy the positiveness constraint applied to the closed-loop system. Another benefit is that the proposed method can be particularized to deal with time-invariant polytopic systems and switched systems (with arbitrary switching rule), also allowing the employment of particular structures in the gain, such as decentralization or module limitation of the gain entries, without constraining other variables of the problem. Further interesting properties of the proposed technique are listed as follows: the employment of relaxations applied jointly to the stability and positivity conditions to reduce the conservativeness of the iterative procedure; the guarantee of local convergence of the synthesis algorithm; the proposition of appropriate initial conditions that assure the existence of feasible solution at each iteration. As a second contribution, this dissertation presents an LMI condition combined with a scalar parameter search, with the scalar parameter confined to a well-defined interval, for the design of state-feedback controllers for discrete-time positive switched systems, that is capable of providing mode-dependent and mode-independent controllers. Finally, numerical examples illustrate the applicability and flexibility of the proposed methods, as well as the efficiency of the proposed approach when compared with other techniques from the literatureMestradoAutomaçãoMestra em Engenharia ElétricaFAPESP2016/25273-8CNPQCAPES[s.n.]Peres, Pedro Luis Dias, 1960-Morais, Cecília de Freitas, 1987-Souza, MatheusAgulhari, Cristiano MarcosUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSpagolla, Amanda, 1992-20192019-03-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (73 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636740SPAGOLLA, Amanda. Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares. 2019. 1 recurso online (73 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636740. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1091167Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-06-29T23:15:53Zoai::1091167Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-06-29T23:15:53Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares
Stability analysis and control synthesis for positive discrete-time linear systems by means of linear matrix inequalities
title Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares
spellingShingle Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares
Spagolla, Amanda, 1992-
Sistemas lineares invariantes no tempo
Sistemas lineares variantes no tempo
Controle robusto
Desigualdades matriciais lineares
Linear systems
Robust control
Positive systems
Feedback control systems
title_short Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares
title_full Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares
title_fullStr Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares
title_full_unstemmed Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares
title_sort Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares
author Spagolla, Amanda, 1992-
author_facet Spagolla, Amanda, 1992-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Peres, Pedro Luis Dias, 1960-
Morais, Cecília de Freitas, 1987-
Souza, Matheus
Agulhari, Cristiano Marcos
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Spagolla, Amanda, 1992-
dc.subject.por.fl_str_mv Sistemas lineares invariantes no tempo
Sistemas lineares variantes no tempo
Controle robusto
Desigualdades matriciais lineares
Linear systems
Robust control
Positive systems
Feedback control systems
topic Sistemas lineares invariantes no tempo
Sistemas lineares variantes no tempo
Controle robusto
Desigualdades matriciais lineares
Linear systems
Robust control
Positive systems
Feedback control systems
description Orientadores: Pedro Luis Dias Peres, Cecília de Freitas Morais
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019
2019-03-25T00:00:00Z
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.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636740
SPAGOLLA, Amanda. Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares. 2019. 1 recurso online (73 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636740. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636740
identifier_str_mv SPAGOLLA, Amanda. Análise de estabilidade e síntese de controle para sistemas lineares positivos discretos no tempo por meio de desigualdades matriciais lineares. 2019. 1 recurso online (73 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636740. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1091167
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (73 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189146841841664

Registros relacionados