Aplicações de um controlador adaptativo backstepping robusto

Resumo:

Este artigo apresenta duas aplicações de um controlador adaptativo backstepping a estrutura variável (Variable Structure Adaptive Backstepping Controller, VS-ABC) na área de máquinas elétricas: uma no controle de velocidade/posição de um motor DC (Direct-Current), e outra no controle de corrente em um motor de indução. Os resultados experimentais foram obtidos utilizando um kit didático da Quanser para o motor DC e uma plataforma industrial especialmente desenvolvida para testes com o motor de indução.

 

   

Controle robusto de posição do motor DC com estrutura variável e modos deslizantes de ordem completa

Resumo:

Este artigo apresenta uma aplicação experimental para o Controle com Estrutura Variável e Modos Deslizantes de Ordem Completa. O procedimento de projeto da superfície de chaveamento é baseado na alocação de autovalores através da fórmula de Ackermann. Esta técnica é aplicada no controle robusto de posição do motor DC acoplado à carga, na presença de ruído no sensor de velocidade angular. A simulação computacional e a implementação experimental deste controlador ilustra o seu desempenho robusto para duas especificações de resposta transitória de segunda ordem.

 

  

A new sliding mode controller for time-delay systems

Abstract:

In this paper is proposed a new scheme of digital control designed to improve the robustness of system with input time delay. It is proposed a discrete-time variable structure control design that takes into account the time delay in the sliding surface to improve the performance of the system when delay is present in the input control. The delay is greater than the discrete sampling period and is treated as a failure to be detected and accommodated. A scheme for fault detection and accommodation is used so that when the delay is present, the controller is adapted for the fault condition. A computer simulation is shown to illustrate the design procedure and to show the effectiveness of the proposed method.

 

  

Controle com estrutura variável e modos deslizantes de ordem completa com projeto por LMI

Resumo:

O objetivo deste artigo é sistematizar uma técnica de projeto da superfície de chaveamento para o Controle com Estrutura Variável e Modos Deslizantes de Ordem Completa através de Desigualdades Matriciais Lineares ou LMI, do inglês Linear Matrix Inequalities. Este procedimento permite um projeto de controle que considera estabilidade robusta, taxa de decaimento e a otimização da norma do vetor de ganho de realimentação de estado. Esta abordagem alia uma técnica de projeto robusta com uma técnica de controle robusto. Uma implementação experimental desta estratégia de projeto e controle, aplicada no controle de posição de um motor DC, ilustra as principais características do procedimento proposto.

 

  

Projeto e Implementação do Sistema de Controle de um Pêndulo Invertido Utilizando o Método do Lugar das Raízes

Resumo:

Nesse artigo foi estudado o projeto e a implementação do sistema de controle de um pêndulo invertido da Quanser, utilizando o método do lugar das raízes (root locus). Foi proposto um novo controlador considerando como disponíveis apenas a posição do carro e o ângulo da haste, cuja validade foi verificada em uma implementação em laboratório. Tanto o método do lugar das raízes, quanto o pêndulo invertido são assuntos clássicos em controle. Entretanto, o método do lugar das raízes foi pouco utilizado no projeto de sistemas de controle para o pêndulo invertido. Desta forma, o artigo pode ser útil no ensino de controle automático.

 

  

Estabilização de um Pêndulo Invertido Usando Controlador H2 Contínuo

Resumo:

O pêndulo invertido trata-se de um sistema que apresenta características dinâmicas instáveis e vem sendo uma planta utilizada para investigar o desempenho de várias técnicas de controle. Neste artigo é apresentado um projeto de um controlador H2 para estabilização de um pêndulo invertido montado sobre uma plataforma móvel linear. A modelagem do sistema é realizada através das Leis de Newton. Para estimar as velocidades do pêndulo e do carrinho foi projetado um observador de estados completo. Na síntese do controlador H2, é adotada a abordagem por Inequações Matriciais Lineares. Por fim, são apresentados os resultados por meio de simulações computacionais e testes experimentais para avaliar o desempenho do controlador proposto e validar a estratégia de controle adotada.

 

  

Practical comparison of robust control techniques using a 3DOF laboratory helicopter model

Resumo:

Neste artigo é feita uma comparação prática de projeto de controle robusto usando as técnicas TFL/LTR e H? loop-shaping. Estas técnicas são utilizadas para projetar um compensador multivari ?avel para um modelo de helicóptero de laboratório com três graus de liberdade. Este helicóptero faz parte de uma classe de sistemas mecânicos denominados sistemas não-lineares subatuados, possuindo três graus de liberdade e dois atuadores. O modelo do helicóptero de laboratório simula alguns comportamentos típicos de uma aeronave tilt-rotor em configuração de helicóptero com movimento em corpo rígido. Com ambas as técnicas, os compensadores foram projetados para solucionar o problema de rastreamento estável das trajetórias de referência, garantindo desempenho e estabilidade robusta, apesar de distúrbios, ruídos e dinâmicas não-modeladas. Por fim, são apresentados os resultados de simulação obtidos com a aplicação dos dois compensadores robustos.

 

Projeto de um controlador robusto H? loop-shaping de dois graus de liberdade aplicado em um hover

Resumo:

O propósito deste trabalho é investigar as possíveis vantagens do emprego de um controlador robusto H? loop-shaping de dois graus de liberdade (2GDL) para resolver o problema de rastreamento de referências e estabilização robusta em um Hover com três graus de liberdade. A formulação de Controle Robusto adotada neste estudo possui garantia de estabilidade robusta, desde que o controlador estabilizante projetado maximize uma medida de robustez, representada por um limitante superior admissível para as incertezas na forma de fatoração coprima. Os resultados de simulação obtidos com o uso do controlador 2GDL são comparados com os obtidos a partir de um controlador de um grau de liberdade.

 

 

Projeto de um controlador robusto H? com formatação de malha via DML aplicado em um hover

Resumo:

O propósito deste trabalho é apresentar as possíveis vantagens do emprego de um controlador robusto H? com formatação de malha usando desigualdades matriciais lineares (DML) para resolver o problema de rastreamento de referencias e estabilização robusta em um hover com três graus de liberdade. Este sistema foi produzido pela empresa Quanser Consulting a fim de simular comportamentos típicos de uma aeronave VTOL (vertical taking-off landing), também conhecido como X4-flyer. A formulação adotada neste estudo consiste na síntese H? usando uma configuração de quatro blocos. Esta configuração garante a estabilidade robusta do sistema em malha fechada contra incerteza na ?o-estruturada descrita via fatoração coprima. São apresentados resultados experimentais obtidos com o uso do controlador H?.

 

A Control-System Perspective on Parkinsonian Tremor with Implications on Diagnosis and Disease Monitoring

Abstract:

Parkinson's disease, an idiopathic and degenerative disorder of the central nervous system, is characterized by increased reaction times (by as much as 0.1 sec) in voluntary movements and often results in among other symptoms unintended tremulous (oscillatory) motion of body parts not in action, termed as Parkinsonian tremor. There are however no definitive diagnostic test that can confirm the presence or severity of Parkinson's disease. This is a serious handicap especially since the drugs usually prescribed to control these symptoms have serious side effects and their dosages have to be tuned extensively. In the current work, we view an increased sensorimotor loop delay in Parkinson's Disease as a key distinguishing feature and hypothesize that this increased delay causes Parkinsonian tremor (as instability-induced oscillations). 

TOPO