Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Buzetti, Ariel Starcke
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/204352
Resumo: Esse trabalho propõe um novo método de controle chaveado robusto de sistemas não lineares com incertezas descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno, que utiliza várias matrizes simétricas positivas definidas. É verificado que esse método apresenta menor conservadorismo do que alguns controladores chaveados disponíveis, que costumam ser menos conservadores comparados a controladores com ganho único. Adicionalmente, permite preservar a robustez e controlar sistemas com parâmetros incertos, utilizando uma taxa de decaimento para garantir o desempenho do sistema. É proposta também uma técnica de projeto de controle chaveado que evita um chaveamento de alta frequência entre os ganhos do sistema, permitindo alterar o ganho apenas quando ocasionar uma diminuição significativa na derivada da função de Lyapunov. Essa técnica é importante porque um determinado sistema prático pode ser incapaz de chavear de forma muito rápida, e ainda este chaveamento de alta frequência pode causar desgaste no sistema e chattering no sinal de controle. A validação dos métodos propostos neste trabalho foi comprovada matematicamente e por meio de simulações e implementações práticas no laboratório de controle no sistema 2DOF ball balancer da Quanser.
id UNSP_916abd60d66edf5f2a6e3656dbbc6da1
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/204352
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não QuadráticasSwitched Control of Non Linear systems with uncertainties using Non-Quadratic Lyapunov FunctionsFunção de Lyapunov Não QuadráticaControle RobustoControle ChaveadoChatteringModelos Fuzzy Takagi-SugenoNon-Quadratic Lyapunov FunctionRobust ControlSwitched ControlChatteringTakagi-Sugeno Fuzzy ModelsEsse trabalho propõe um novo método de controle chaveado robusto de sistemas não lineares com incertezas descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno, que utiliza várias matrizes simétricas positivas definidas. É verificado que esse método apresenta menor conservadorismo do que alguns controladores chaveados disponíveis, que costumam ser menos conservadores comparados a controladores com ganho único. Adicionalmente, permite preservar a robustez e controlar sistemas com parâmetros incertos, utilizando uma taxa de decaimento para garantir o desempenho do sistema. É proposta também uma técnica de projeto de controle chaveado que evita um chaveamento de alta frequência entre os ganhos do sistema, permitindo alterar o ganho apenas quando ocasionar uma diminuição significativa na derivada da função de Lyapunov. Essa técnica é importante porque um determinado sistema prático pode ser incapaz de chavear de forma muito rápida, e ainda este chaveamento de alta frequência pode causar desgaste no sistema e chattering no sinal de controle. A validação dos métodos propostos neste trabalho foi comprovada matematicamente e por meio de simulações e implementações práticas no laboratório de controle no sistema 2DOF ball balancer da Quanser.This work proposes a switched robust control method for uncertain nonlinear systems described by Takagi-Sugeno fuzzy models, that uses several symmetric positive definite matrices. It is less conservative than other available switched controllers, which are usually less conservative than control laws with single gain, while maintaining the robustness that allows the control of systems with parametric uncertainties and the specification of the decay rate to ensure good system performance. Another switched control design technique is also proposed that prevents high frequency changes among the system’s gains, allowing the system to switch the gain in use only when it lowers the time derivative of the Lyapunov function significally. This technique is important because the system may be unable to switch too fast, and also switching in high frequencies may cause system deterioration and chattering on the control signal. The validity of all the methods presented in this work has been proven mathematically and through simulation and implementation on a 2DOF ball balancer system.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES 001Universidade Estadual Paulista (Unesp)Teixeira, Marcelo Carvalho Minhoto [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Buzetti, Ariel Starcke2021-04-13T17:27:46Z2021-04-13T17:27:46Z2021-02-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/20435233004099080P0porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2023-11-28T06:12:31Zoai:repositorio.unesp.br:11449/204352Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462023-11-28T06:12:31Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas
Switched Control of Non Linear systems with uncertainties using Non-Quadratic Lyapunov Functions
title Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas
spellingShingle Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas
Buzetti, Ariel Starcke
Função de Lyapunov Não Quadrática
Controle Robusto
Controle Chaveado
Chattering
Modelos Fuzzy Takagi-Sugeno
Non-Quadratic Lyapunov Function
Robust Control
Switched Control
Chattering
Takagi-Sugeno Fuzzy Models
title_short Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas
title_full Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas
title_fullStr Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas
title_full_unstemmed Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas
title_sort Controle Chaveado de Sistemas Não Lineares com Incertezas utilizando Funções de Lyapunov Não Quadráticas
author Buzetti, Ariel Starcke
author_facet Buzetti, Ariel Starcke
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Teixeira, Marcelo Carvalho Minhoto [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Buzetti, Ariel Starcke
dc.subject.por.fl_str_mv Função de Lyapunov Não Quadrática
Controle Robusto
Controle Chaveado
Chattering
Modelos Fuzzy Takagi-Sugeno
Non-Quadratic Lyapunov Function
Robust Control
Switched Control
Chattering
Takagi-Sugeno Fuzzy Models
topic Função de Lyapunov Não Quadrática
Controle Robusto
Controle Chaveado
Chattering
Modelos Fuzzy Takagi-Sugeno
Non-Quadratic Lyapunov Function
Robust Control
Switched Control
Chattering
Takagi-Sugeno Fuzzy Models
description Esse trabalho propõe um novo método de controle chaveado robusto de sistemas não lineares com incertezas descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno, que utiliza várias matrizes simétricas positivas definidas. É verificado que esse método apresenta menor conservadorismo do que alguns controladores chaveados disponíveis, que costumam ser menos conservadores comparados a controladores com ganho único. Adicionalmente, permite preservar a robustez e controlar sistemas com parâmetros incertos, utilizando uma taxa de decaimento para garantir o desempenho do sistema. É proposta também uma técnica de projeto de controle chaveado que evita um chaveamento de alta frequência entre os ganhos do sistema, permitindo alterar o ganho apenas quando ocasionar uma diminuição significativa na derivada da função de Lyapunov. Essa técnica é importante porque um determinado sistema prático pode ser incapaz de chavear de forma muito rápida, e ainda este chaveamento de alta frequência pode causar desgaste no sistema e chattering no sinal de controle. A validação dos métodos propostos neste trabalho foi comprovada matematicamente e por meio de simulações e implementações práticas no laboratório de controle no sistema 2DOF ball balancer da Quanser.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-04-13T17:27:46Z
2021-04-13T17:27:46Z
2021-02-12
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11449/204352
33004099080P0
url http://hdl.handle.net/11449/204352
identifier_str_mv 33004099080P0
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.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799965095118241792