Projeto de controladores Takagi-Sugeno baseados em modelos de referência
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Reinaldo Martinez Palhares
Eduardo Mazoni Andrade Marcal Mendes
Leonardo Amaral Mozelli
Eduardo Mazoni Andrade Marcal Mendes
Leonardo Amaral Mozelli
Resumo
As técnicas de controle fuzzy Takagi-Sugeno (TS) permitem que a síntese de controladores não lineares seja realizada por meio de problemas de otimização sujeitos a Desigualdades Matriciais Lineares e exigem, para isso, um modelo fuzzy TS do sistema a ser controlado.Neste trabalho, uma função de Lyapunov fuzzy candidata e condições de síntese propostas em trabalhos recentes da literatura são usados para projetar controladores fuzzy TS baseados em modelos de referência. Além disso, algumas modificações em relação a uma técnica numérica de obtenção de modelos fuzzy são sugeridas, de modo a torná-la mais geral. As condições de síntese supramencionadas são aplicadas ao problema de sincronismo de dois osciladores caóticos acoplados unidirecionalmente por um canal de transmissão e ao problema de controle do movimento longitudinal de uma aeronave de asa fixa. Em relação ao problema de sincronismo de dois osciladores caóticos, a contribuição deste trabalho está na proposição de uma estratégia de sincronismo em que se estuda formalmente o efeito da distorçãointroduzida pelo canal de transmissão com banda limitada. Em relação ao problema de controle do movimento longitudinal de uma aeronave de asa fixa, a lei de controle utilizada pode ser pensada como um controlador de ganho escalonado, sintonizado de forma sistemática graças a representação Takagi-Sugeno (TS) do mesmo. Além disso, o uso de um modelo de referência permite especificar de forma simples o desempenho associado ao problema de Assistência à Pilotagem - um dos temas motivadores deste trabalho.
Abstract
Takagi-Sugeno fuzzy control techniques allow the synthesis of nonlinear controllers based on Linear Matrix Inequalities, as long as a fuzzy Takagi-Sugeno model of the system is available. In this work, a fuzzy candidate Lyapunov function and recently proposed synthesis conditions serve as basis to design model reference based fuzzy Takagi-Sugeno controllers. In addition, some modifications are proposed generalizing a numerical technique used to obtain the fuzzy models. Such synthesis conditions are applied to the problem of synchronizing two chaotic oscillators coupled unidirectionally by a transmission channel, and to the problem of controlling the longitudinal dynamics of a fixed wing aircraft.Regarding the chaotic oscillators synchronization problem, one of the contributions is the proposition of a synchronization strategy that formally incorporates the transmitted signal distortion introduced by a band-limited transmission channel. On the problem of fixed wing aircraft longitudinal control, the final control law can be seen as a gain scheduled controller, whose scheduling strategy is automatically accomplished relying on the TS representation of the controller. In addition, the use of a closed loop reference model simplify the performance requirements specification related to the design of piloting assistance systems - a motivating problem to the present work.
Assunto
Engenharia elétrica, Controladores eletricos, Veículos autônomos
Palavras-chave
Engenharia Elétrica