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Title: Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso
Authors: Nunes, Leonardo Araújo
Advisor: Dorea, Carlos Eduardo Trabuco
Keywords: Sistemas de segunda ordem;Resposta em frequência;Realimentação derivativa;Sistemas singulares;Regularização
Issue Date: 19-Jan-2022
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: NUNES, Leonardo Araújo. Controle por realimentação derivativa para Sistemas Dinâmicos de Segunda Ordem com Atraso. 2022. 76f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecatrônica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Portuguese Abstract: Neste trabalho propõe-se um método para o projeto de controladores por realimentação derivativa de estados de sistemas lineares representados por equações diferenciais matriciais de segunda ordem com atraso no sinal de controle. A partir da representação no domínio da frequência, conhecida como modelo por receptância, é formulado um problema de otimização para o cálculo de ganhos do controlador que limitem o pico em frequência de uma função de sensibilidade, garantindo assim estabilidade robusta em malha fechada mesmo diante do atraso. Algoritmo Genético é usado na resolução do problema de minimização. Para tratar de sistemas com matriz massa singular, uma estrutura com o preditor de Smith filtrado é proposta, a qual garante a regularização do sistema e a eliminação de dinâmicas impulsivas para condições iniciais consistentes. Experimentos numéricos ilustram a eficácia do método proposto, inclusive na eliminação de dinâmicas impulsivas, e trazem comparações com controladores por realimentação de estado.
Abstract: This work proposes a method for designing controllers by state-derivative feedback of linear systems represented by second-order matrix differential equations with delay in the control signal. From the frequency domain representation, known as the receptance model, an optimization problem is formulated for the computation of controller gains that limit the frequency peak of a sensitivity function, thus ensuring robust stability in closedloop even in face of delay. Genetic Algorithm is used to solve the optimization problem. To deal with systems with a singular mass matrix, a structure with a filtered Smith predictor is proposed, which guarantees the regularization of the system and the elimination of impulsive dynamics for consistent initial conditions. Numerical experiments illustrate the effectiveness of the proposed method, including the elimination of impulsive dynamics, and bring comparisons with state feedback controllers.
URI: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46931
Appears in Collections:PPGEMECA - Mestrado em Engenharia Mecatrônica

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