Controle de model matching robusto aplicado a um sistema carro-pêndulo

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Campos, E. L. L.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Guindaste sobre caminhão
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/538

Este trabalho discute sobre o controle em malha fechada de um sistema carro-pêndulo na presença de uma incerteza paramétrica no seu modelo. O controlador robusto tem o objetivo de manter, por meio da realimentação, a trajetória ótima previamente determinada para uma manobra do sistema carro-pêndulo. Nas aplicações práticas em malha aberta, a trajetória desejada não é preservada devido aos inevitáveis distúrbios e as variações da planta ao longo do tempo. Para reduzir os problemas oriundos da incerteza do modelo, propõe-se a utilização de uma estrutura de controle do tipo model matching para preservar, de forma aproximada, a trajetória esperada. A estrutura do sistema de controle emprega o sinal da diferença entre a saída da planta real e a saída de um modelo de referência para fazer o casamento entre os modelos por meio da redução desse erro. O projeto do controlador é realizado por via da otimização numérica dos parâmetros do controlador durante uma manobra do sistema carro-pêndulo. Mostra-se que nesta aplicação não é necessário incluir restrições cinemáticas do carro na otimização, pois elas são indiretamente consideradas pela condição de robustez. As restrições utilizadas se referem à precisão da rejeição de distúrbios em determinadas frequências e a função objetivo utiliza o módulo do erro de casamento entre a malha fechada e o modelo de referência. Para obter-se um compensador robusto, a função objetivo e as restrições se referem a um conjunto de plantas com diferentes valores de seus parâmetros. Nesta aplicação, o parâmetro incerto considerado é o comprimento do pêndulo. Esta incerteza pode ser mesmo proposital, tornando interessante a solução robusta visto que o cabo pode ser içado em uma aplicação real de um guindaste. Para o procedimento proposto, foram feitos experimentos com um equipamento didático do tipo carro-pêndulo e os resultados sugerem que a metodologia é apropriada para a variação paramétrica considerada.