Controle de sistemas dinâmicos não lineares via linearização por realimentação com compensação Fuzzy de incertezas
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2019-07-11
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Resumo
Through the advancement of technology, and consequently of computation,
non-linear control methods are developing more and more in the scientific environment,
promoting a solid theoretical and experimental basis in this area. The objective
of this work is the application of the technique of nonlinear control linearization
by feedback linearization for the control of nonlinear dynamic systems. Since this
technique has a great limitation, which is the need for precise knowledge of the
parameters and the dynamics of the plant to be controlled, a fuzzy compensator has
been developed to provide an additional control effort in order to compensate for all
the uncertainties present in the system. The fuzzy compensator stands out because it
does not require prior knowledge of the system model. In addition to the theoretical
development of the Feedback Linearization technique and the fuzzy compensator,
a linear controller of the PID type will be used for comparison purposes with the
non-linear techniques discussed. To prove the effectiveness of the technique presented,
it will be applied to the position control problem of a seesaw propeller system, which
in a simplified way has a certain analogy with one of the degrees of freedom of an
unmanned aerial vehicle. Numerical simulations and experimental results will be
presented to show the performances of the controllers addressed in the present work.
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Descrição
Com o avanço da tecnologia, e consequentemente da computação, os métodos
de controle não lineares estão se desenvolvendo cada vez mais no meio científico,
promovendo uma sólida base teórica e experimental nesta área. O objetivo deste
trabalho consiste na aplicação da técnica de controle não linear Feedback Linearization
(Linearização por Realimentação) para o controle de sistemas dinâmicos não lineares.
Como essa técnica possui uma grande limitação, que é a necessidade do conhecimento
preciso dos parâmetros e da dinâmica da planta a ser controlado, foi desenvolvido
um compensador fuzzy para fornecer um esforço adicional de controle de modo a
compensar todas incertezas presente no sistema. O compensador fuzzy se destaca pelo
fato de não ser necessário um conhecimento prévio do modelo do sistema. Além do
desenvolvimento teórico de técnica Feedback Linearization e do compensador fuzzy,
um controlador linear do tipo PID será utilizado para fins de comparação com as
técnicas não lineares abordadas. Para comprovar a eficácia da técnica apresentada, ela
será aplicada no problema de controle de posição de um sistema seesaw propeller, que
de maneira simplificada, possui uma certa analogia com um dos graus de liberdade
de um veículo aéreo não tripulado. Simulações numéricas e resultados experimentais
serão apresentados para mostrar as performances dos controladores abordados no
presente trabalho.
Palavras-chave
Referência
MONTENEGRO, Marcelo Costa. Controle de sistemas dinâmicos não lineares via linearização por realimentação com compensação Fuzzy de incertezaslo. 2019. 48 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2019.