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Type: Tese de Doutorado
Title: Novas funções de Lyapunov Fuzzi e soluções numéricas para análisede estabilidade e controle de sistemas via modelagem Takagi-Sugeno: aproximando os controles fuzzi e não-linear
Authors: Leonardo Amaral Mozelli
First Advisor: Reinaldo Martinez Palhares
First Referee: Edvaldo Assunção
Second Referee: Fernando de Oliveira Souza
Third Referee: Vilma Alves de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee4: Walmir Matos Caminhas
Abstract: Este trabalho estuda o conservadorismo na análise de estabilidade e no projeto de controladores fuzzy para sistemas dinâmicos do tipo Takagi-Sugeno. O enfoque foi direcionado para a formulação de novas funções de Lyapunov parametrizadas e também priorizando a busca e a proposição de soluções para descrever numericamente condições de análise e síntese no contexto de desigualdades matriciais lineares. Tais modelos são de grande interesse pois uma grande classe de sistemas dinâmicos nao-lineares pode ser modelada, aproximadamente ou com exatidão, sobre domínios compactos, por meio da combinação de modelos lineares, localmente válidos interpolados por meio de funções de pertinência. Dessa forma, sistemas nao-lineares podem ser tratados com formalismo por meio do chamado controle por ganho escalonado, combinando diversas ferramentas numéricas disponíveis para sistemas lineares, permitindo soluções numéricas escaláveis e sistemáticas para o problema de controle. Isso representa uma grande vantagem em relação ao formalismo do controle nao-linear direto, realizado por meio de técnicas como a linearizaçao por realimentação ou backstepping, no qual as soluções sao específicas para cada problema. O preço pago pela menor complexidade no projeto do controlador fuzzy é um maior conservadorismo, resultando em um desempenho inferior ou culminando em projetos nao factíveis. Progressivamente, sistemas Takagi-Sugeno deixaram de ser vistos apenas como sistemas multi-modelos com forte característica politópica, sendo relevante, atualmente, a caracterizaçao de seu comportamento não-linear. Esta tese contribui ao propor novas funçoes de Lyapunov, parametrizadas pelas funções de pertinência, visando caracterizar melhor o comportamento variante dos sistemas TS. Outro contribuição éa proposta e a investigação de soluções numéricas que estabeleçam um compromisso entre redução do conservadorismo e eficiência computacional no que tange a traduçãao das condiçoes de análise e de síntese teoricas para o contexto das ferramentas num´ericas que tratam Desigualdades Matriciais Lineares. Em suma, esta tese busca aproximar os contextos não-linear e fuzzy, ao propor metodologias que sejam menos conservadoras.
Abstract: This addresses conservativeness in stability analysis and fuzzy control design of dynamic systems in Takagi-Sugeno form. The emphasis in on new parameterized Lyapunov functions and in the search and development of solutions to recast the analysis and synthesisconditions into the framework of Linear Matrix Inequalities. Such systems are of great interest because a large family of nonlinear dynamics can bemodelled, approximately or exactly, in compact domains, by means of a combination of linear models locally valid interpolated with membership functions. In this way nonlinear systems can be treated with the formalism of gain-scheduling control, combining several numerical tools dedicated for linear systems, allowing numerical solutions for the controlproblem that are scalable and sytematic. This is a great advantage in comparison with the formalism present in direct nonlinear control, by means of techniques such as feedback linearization and backstepping, in which the solutions are customized for each control problem. The price paid for the less complex design procedure is more conservativeness,resulting in worst performances or even unfeasibility. Progressively, Takagi-Sugeno systems have been seen less and less as simply multimodel systems with strong polytopic characteristic being relevant nowadays take into account they time-varying and nonlinear features. This work intends to contribute in this sense by proposing new Lyapunov functions that are able to better characterize these relevant properties of fuzzy systems. Another contribution is propose and investigate numerical solutions that reduce conservativeness as the the computational demand is kept low when the task is to recast the analysis and synthesis conditions into the framework of Linear Matrix Inequalities. In short, this thesis tries to bring together the nonlinear and fuzzy fields by means of less conservative methodologie.
Subject: Engenharia elétrica
Sistemas difusos
Sistemas não lineares
Liapunov, Funções de
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-APFQWC
Issue Date: 15-Apr-2011
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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