Estudo de controlador adaptativo para uma instalação propulsora marítima. - Morishita, Helio Mitio (1986)
Neste trabalho é pesquisada a aplicação de um controlador adaptativo auto-ajustável multivariável à instalação propulsora de um navio com motor Diesel e hélice de passo variável. Os sistemas convencionais de controle de propulsão marítima são projetados deterministicamente e, geralmente, baseados na condição nominal de operação da embarcação, definida pelo seu deslocamento de projeto, estado de mar e de casco. Entretanto, o navio raramente opera na sua condição nominal, já que o seu deslocamento não é sempre o mesmo e continuamente ocorrem variações no estado do casco e do mar. Adicionalmente deve-se mencionar o efeito de perturbações estocásticas como vento, ondas e corrente que atuam sobre o navio. Estas considerações sugerem que o controlador de uma instalação propulsora deva ser adaptativo, isto é , que os seus ganhos se ajustem às alterações que ocorrem no sistema ou no meio ambiente. A teoria do controlador adaptativo auto-ajustável empregada neste trabalho é desenvolvida para sistemas multivariáveis lineares estocásticos, descritos por uma equação vetorial de diferenças com coeficientes desconhecidos. A lei de controle é obtida a partir da minimização de um índice de desempenho onde são ponderados os vetores de saída, de referência e de controle. A aplicação do controlador auto-ajustável exige a estimação de parâmetros do modelo. Neste trabalho é utilizado o modo implícito, que estima diretamente os parâmetros do controlador, através do método dos mínimos quadrados recursivo. Para adequar a aplicação da teoria a um sistema não linear, que é o caso da instalação propulsora, é introduzido no algorítimo de estimação de parâmetros um fator de esquecimento variável para alterar a velocidade de convergência dos parâmetros.O desempenho do controlador auto-ajustável é verificado através de uma série de testes de simulação, envolvendo manobras de regulação e de traqueamento. Com estes testes é analisada também a influência da matriz do ruído, do tempo de processamento do controlador, da matriz de ponderação do vetor de controle, da condição inicial da matriz de parâmetros, do intervalo de amostragem e da condição de operação do sistema sobre o desempenho do controlador. Os resultados de cada manobra são comparados com os obtidos com um controlador convencional projetado especificamente para o navio considerado, constatando-se o bom desempenho do controlador auto-ajustável.