Controle por realimentação de saída de sistemas lineares sob restrições com redução do conjunto terminal

dc.contributor.advisorDorea, Carlos Eduardo Trabuco
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0143490577842914pt_BR
dc.contributor.authorMancini, Ana Theresa Fernandes de Oliveira
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4060976625909342pt_BR
dc.contributor.referees1Dantas, Amanda Danielle Oliveira da Silva
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5135267871256787pt_BR
dc.contributor.referees2Cavalcanti, Anderson Luiz de Oliveira
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7224754476792019pt_BR
dc.date.accessioned2021-11-04T23:03:29Z
dc.date.available2021-11-04T23:03:29Z
dc.date.issued2021-08-04
dc.description.abstractControlled invariant sets have been widely used to solve constrained systems problems. Although it has already been well studied in state feedback control, the use of controlled invariant sets for output feedback still lacks further exploration. Since in many situations, system states are not available, the theory of invariant sets has been extended to the output feedback structure, and necessary and sufficient conditions have been established to assess whether a given polyhedral set is invariant under output feedback. In addition to the static output feedback strategy, it is also possible to apply a dynamic output feedback, a strategy in which a state observer is incorporated into the compensator structure, in order to obtain a dynamic compensator. In this case it is possible to build an output feedback controlled invariant set from a conditioned invariant set and a controlled invariant set, so it is possible to reduce the uncertainty of states using the contraction of the conditioned invariant set In this work we propose an improvement in the design of output feedback controllers using invariant sets. A possible control strategy for the output feedback is to minimize, one step ahead, the distance of the admissible states to the origin. Here we propose the optimization of this strategy by using the result of the linear programming problem as an additional information to compute the next control action. By doing that it is possible to reduce the set of possible states and, as a consequence, improve the states convergence. There will be presented the results obtained from the optimization strategy using a hypercube around the origin and a homothetic set in relation to the controlled invariant set as a target for the optimization of the distance to the origin. First, the theory of invariant sets and its application in state feedback control will be presented. Then, the strategies for static and dynamic output feedback will be presented without the use of additional information on the computation of the control action. Finally, the design of dynamic and static output feedback controllers using the optimization strategies with the additional information of the hypercube and the homothetic set will be presented. The results obtained through these strategies will be ilustrated by nnumerical examples.pt_BR
dc.description.resumoConjuntos invariantes controlados tem sido muito utilizados para a solução de problemas de sistemas lineares com restrições. Apesar de já ter sido bem estudado no controle por realimentação de estados, o uso de conjuntos invariantes controlados para realimentação de saída ainda é pouco explorado. Tendo em vista que em muitas situações os estados do sistema não estão disponíveis, a teoria da invariância de conjuntos foi estendida para a estrutura de realimentação de saída e condições necessárias e suficientes foram estabelecidas para avaliar se um determinado conjunto poliédrico é invariante controlado por realimentação de saída. Além da estratégia da realimentação se saída estática, também é possível aplicar a realimentação de saída dinâmica, estratégia em que um observador de estados é incorporado a estrutura do compensador, de modo a obter um compensador dinâmico. Neste caso é possível construir um conjunto invariante controlado por realimentação de saída a partir de um conjunto invariante condicionado e um conjunto invariante controlado, de forma que é possível reduzir a incerteza dos estados usando a contração do conjunto invariante condicionado. Neste trabalho propomos uma melhoria no projeto de controladores por realimentação de saída usando conjuntos invariantes. Uma possível estratégia de controle para a realimentação de saída é minimizar a um passo a distância dos estados admissíveis para a origem. Aqui propomos a otimização desta estratégia a partir do uso do resultado do problema de programação linear como uma informação adicional no cálculo da próxima ação de controle. Dessa forma é possível reduzir o conjunto de estados possíveis e, como consequência, melhorar a convergência dos estados. Serão analisados os resultados obtidos a partir da estratégia de otimização usando um hipercubo ao redor da origem e um conjunto homotético em relação ao conjunto invariante controlado como alvo para a otimização da distância dos estados a origem. Primeiro será apresentada a teoria de conjuntos invariantes e sua aplicação no controle por realimentação de estados. Em seguida será apresentada as estratégias para a realimentação de saída estática e dinâmica sem o uso da informação adicional no cálculo da ação de controle. Finalmente, serão apresentados os projetos de controladores por realimentação de saída dinâmica e estática usando as estratégias de otimização com a informação adicional do hipercubo e do conjunto homotético. O resultado da aplicação destas estratégias será ilustrado através de exemplos numéricos.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationMANCINI, Ana Theresa Fernandes de Oliveira. Controle por realimentação de saída de sistemas lineares sob restrições com redução do conjunto terminal. 2021. 68f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/44791
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSistemas linearespt_BR
dc.subjectConjuntos invariantespt_BR
dc.subjectRealimentação de saída dinâmicapt_BR
dc.titleControle por realimentação de saída de sistemas lineares sob restrições com redução do conjunto terminalpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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