Dynamic event-triggered control of nonlinear systems: a quasi-LPV approach

Abstract

Esta tese trata do problema de projeto simultâneo de controladores e mecanismos dinâmicos de acionamento baseados em eventos para a classe de sistemas de controle não lineares via rede representados por modelos politópicos quasi-LPV. O principal objetivo desta proposta é obter condições de projeto simultâneo, via LMIs, tais que o número de eventos gerados seja reduzido tanto quanto possível. Em particular, são estudados dois tipos de mecanismos dinâmicos de acionamento baseados em eventos: o contínuo e o periódico. No caso de mecanismos dinâmicos de acionamento contínuos, considera-se um controlador com ganho escalonado e as condições de projeto simultâneo são construídas a partir da teoria de Lyapunov. Particularmente, a nova lei de acionamento proposta é tal que é possível cancelar completamente o efeito induzido pelo assincronismo dos parâmetros, já que os parâmetros do controlador são calculados em termos do estado disponibilizado pelo mecanismo de acionamento via rede de comunicação. Posto isto, a partir do tratamento adequado do efeito de assincronismo, consideram-se relaxações adicionais para reduzir o conservadorismo das condições LMI de projeto simultâneo. Finalmente, demonstra-se também que a estratégia proposta não produz comportamento de Zenão. No caso de mecanismos dinâmicos de acionamento periódicos, considerando a teoria de Lyapunov-Krasovskii, novas condições de projeto simultâneo são obtidas para garantir estabilidade do sistema em malha fechada com um controlador linear. Além disso, o efeito de retardo no tempo induzido pela rede é explicitamente levado em conta no projeto. Em ambos os casos, como os projetos se baseiam na representação local quasi-LPV da planta não linear, obtêm-se estimativas da região de atração dentro do domínio compacto onde a representação local é válida. Simulações numéricas são apresentadas para ilustrar a efetividade das condições de projeto simultâneo propostas em garantir a estabilidade do sistema em malha fechada requerendo um número reduzido de eventos quando comparados a mecanismos estáticos projetados via emulação e projeto simultâneo.