Estratégia de controle para sistemas lineares positivos

Abstract

Com a crescente modernização de tecnologias observada nas últimas décadas, surge a demanda por desenvolvimento de técnicas de controle mais abrangentes e eficazes com o objetivo de acompanhar as necessidades de precisão, velocidade e eficiência de operação de processos e sistemas. Pode-se traduzir essas condições desejáveis de funcionamento em especificações de desempenho como tempo de acomodação e máximo sobressinal. A partir de algumas especificações de desempenho definidas pelo projetista é possível determinar uma região de alocação de polos de forma que o sistema atenda às especificações estabelecidas e, portanto, garante que o sistema irá adotar a dinâmica desejável. Tal estratégia é conhecida como D-estabilidade. Adicionalmente, em algumas aplicações é necessário que o sistema opere com sinais positivos, visto que leis de controle negativas podem não apresentar um significado físico adequado, causando em alguns casos, uma condição de espera ou saturação, este comportamento pode ser observado em sistemas de controle de vazão e tensão. Portanto, este estudo explora a aplicação de uma estratégia inovadora para a síntese de controladores lineares positivos em sistemas a tempo discreto. O objetivo principal é avaliar a viabilidade e a eficácia da metodologia de controle proposta.

With the increasing modernization of technologies observed in recent decades, there is a demand for the development of more embracing and effective control techniques in order to follow the needs of precision, speed and efficiency of operation of processes and systems. These desirable operating conditions can be translated into performance specifications such as settling time and maximum overshoot. From some performance specifications defined by the designer, it is possible to determine a pole allocation region so that the system meets the defined specifications and, therefore, guarantees that the system will adopt the desirable dynamics. Such a strategy is known as D-stability. In addition, in some applications it is desirable that the system operates with positive signals, since negative control laws may not have an adequate physical meaning, causing in some cases, a waiting condition or saturation, this behavior can be observed in systems of flow and voltage control. Therefore, this work deals with carrying out tests using a Theorem for the synthesis of positive linear controllers for discrete-time systems, in a level control plant, with the objective of analyzing the viability of the control strategy.