Controle com estrutura variável e modos deslizantes de ordem completa com projeto baseado em técnicas de controle linear

• Processo: 11/09146-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2011
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2013
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Alfredo Del Sole Lordelo
• Beneficiário: Pedro Caetano de Oliveira
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Assunto(s): Sistemas de controle Teoria de controle Modos deslizantes Controle não linear
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Controle com Estrutura Variável | Controle não-linear | modos deslizantes | Sistemas de Controle | Teoria de controle | Sistemas de controle

Resumo

O Controle com Estrutura Variável e Modos Deslizantes (CEV-MD) se baseia na mudança da estrutura do controlador, em resposta à mudança do estado do sistema para que se obtenha a resposta desejada. Isto é realizado através do uso de uma lei de controle com chaveamento de alta freqüência, que força a trajetória do sistema a se manter em uma determinada superfície por todo o tempo subseqüente. O sistema fica insensível à variação de certos parâmetros e distúrbios enquanto a trajetória de estado estiver sobre a superfície de chaveamento. Este tipo de controle é caracterizado pela existência dos modos deslizantes, que ocorrem quando o estado do sistema cruza repetidamente a superfície de chaveamento, devido ao fato de que qualquer movimento na vizinhança da superfície está direcionado a ela. Os modos deslizantes apresentam duas características muito importantes no desempenho robusto e no projeto do CEV-MD. A primeira característica é que o elemento que implementa a função descontínua chaveia em alta freqüência e, consequentemente, implementa um alto ganho, que é teoricamente infinito, atenuando a influência dos distúrbios e incertezas do sistema. A segunda característica é que a ordem da equação do movimento é reduzida, pois a trajetória dos modos deslizantes pertence a uma superfície de dimensão inferior a do sistema. Assim, o sistema em modos deslizantes se comporta como um sistema autônomo e de ordem inferior, chamado de sistema equivalente, cujo movimento é diferente dos subsistemas constituintes. O projeto da superfície de chaveamento para o Controle com Estrutura Variável e Modos Deslizantes de Ordem Completa (CEV-MDOC) pode ser feito diretamente através de técnicas clássicas de controle linear, em oposição ao método do controle equivalente de ordem reduzida para o CEV-MD. A ideia fundamental é abordar o problema de projeto da superfície de chaveamento para o CEV-MDOC de sistemas lineares e invariantes no tempo através LMI, alocação de autovalores e o regulador linear quadrático (LQR). Esta abordagem alia técnicas clássicas de projeto de controladores com uma técnica de controle robusto intencionalmente não-linear para sistemas sujeitos a distúrbios. Pretende-se também, implementar esses controladores nos equipamentos disponíveis no Laboratório de Controle e Servo-mecanismos da UFABC, de maneira a analisar o desempenho obtido, em comparação com as simulações computacionais e os resultados teóricos esperados.