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Controle Preditivo tolerante a falhas com planejamento de trajetórias na presença de obstáculos

Processo: 11/18632-8
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de março de 2012
Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2014
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
Pesquisador responsável:Roberto Kawakami Harrop Galvão
Beneficiário:Rubens Junqueira Magalhães Afonso
Instituição Sede: Divisão de Engenharia Eletrônica (IEE). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:11/17610-0 - Monitoramento e controle de sistemas dinâmicos sujeitos a falhas, AP.TEM
Assunto(s):Controle preditivo   Desvio de obstáculos   Tolerância a falhas
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Controle Preditivo | Desvio de obstáculos | Planejamento de trajatória | Tolerância a Falhas | Veículo aéreo não-tripulado | Sistemas de Controle Automático

Resumo

Técnicas de Controle Preditivo têm sido cada vez mais difundidas na indústria, principalmente devido à sua capacidade de tratar restrições nas entradas e estados da planta. Frequentemente utilizam-se abordagens dotadas de conjuntos terminais invariantes a fim de obter malhas de controle estáveis. Contudo, em missões de guiamento de veículos, o conjunto terminal pode ser imposto por requisitos da missão e não ser necessariamente invariante. Uma outra dificuldade é a ocorrência de falhas que limitem a autoridade dos atuadores, comprometendo a capacidade de atingir o conjunto terminal dentro do horizonte especificado, requerendo assim o uso de horizontes maiores. Ainda, a presença de obstáculos, em geral, torna o problema de otimização não-convexo. Esses fatores contribuem para aumentar a carga computacional associada à solução do problema de otimização que gera o sinal de controle. Com isso, o tempo demandado pela solução pode ser proibitivo frente ao período de amostragem. Nesse contexto, torna-se conveniente dispor de um planejador de trajetórias capaz de dividir a missão em trechos, possibilitando o uso de horizontes menores. Neste trabalho, serão estudadas técnicas de planejamento de trajetórias na presença de obstáculos e restrições dinâmicas do veículo que definam waypoints, isto é, pontos intermediários, a serem usados pela malha de controle preditivo. Os resultados serão analisados em termos dos recursos computacionais demandados, bem como a capacidade de atender os requisitos da missão mesmo na presença de falhas de atuadores.

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Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
AFONSO, RUBENS J. M.; GALVAO, ROBERTO K. H.; KIENITZ, KARL H.. Reduction in the number of binary variables for inter-sample avoidance in trajectory optimizers using mixed-integer linear programming. INTERNATIONAL JOURNAL OF ROBUST AND NONLINEAR CONTROL, v. 26, n. 16, p. 3662-3669, . (11/17610-0, 11/18632-8)
MAGALHAES AFONSO, RUBENS JUNQUEIRA; HARROP GALVAO, ROBERTO KAWAKAMI; KIENITZ, KARL HEINZ; ALYAMI, HASHEM; BECERRA, VICTOR M.; HADJILOUCAS, SILLAS. Constrained pre-equalization accounting for multi-path fading emulated using large RC networks: applications to wireless and photonics communications. OPTICAL AND QUANTUM ELECTRONICS, v. 48, n. 7, . (11/13777-8, 11/17610-0, 11/18632-8)
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HARROP GALVAO, ROBERTO KAWAKAMI; HADJILOUCAS, SILLAS; KIENITZ, KARL HEINZ; PAIVA, HENRIQUE MOHALLEM; MAGALHAES AFONSO, RUBENS JUNQUEIRA. Fractional Order Modeling of Large Three-Dimensional RC Networks. IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS, v. 60, n. 3, p. 624-637, . (11/13777-8, 11/17610-0, 11/18632-8)