Controle chaveado e chaveado suave de sistemas não lineares incertos via modelos fuzzy T-S

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dc.contributor.advisorTeixeira, Marcelo Carvalho Minhoto [UNESP]
dc.contributor.authorAlves, Uiliam Nelson Lendzion Tomaz
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.date.accessioned2018-01-10T10:44:02Z
dc.date.available2018-01-10T10:44:02Z
dc.date.issued2017-12-14
dc.description.abstractO controle chaveado pode ser eficientemente utilizado no controle de sistemas fuzzy TakagiSugeno (T-S) incertos, que possuam funções de pertinência incertas e modelos locais conhecidos. Como estes sistemas fuzzy podem representar exatamente uma classe de sistemas não lineares incertos em uma região do espaço de estados, é interessante utilizá-los para descrever sistemas não lineares, usando no projeto do controlador o modelo fuzzy que descreve exatamente o sistema não linear. Porém, como a representação através de combinação convexa obtida é válida apenas em uma região do espaço de estados, garantias de que o estado do sistema permaneça nessa região devem ser obtidas. Neste trabalho são propostas condições que garantem a estabilização local, com a especificação da taxa decaimento, de uma classe de sistemas não lineares contínuos no tempo, incertos e com saturação no atuador, utilizando o controle chaveado. Os projetos dos controladores são realizados com base no modelo fuzzy T-S que representa exatamente o sistema não linear e os procedimentos de projeto fornecem uma região na qual as condições iniciais devam estar, tal que, o sistema não linear seja exatamente descrito pelo modelo fuzzy T-S incerto durante toda a trajetória de estado do sistema e ainda que esta trajetória permaneça dentro de uma região de operação previamente especificada. Em geral, o controle chaveado não possui restrição na frequência de chaveamento dos ganhos, o que pode levar ao chattering, que se manifesta pelo chaveamento em frequência infinitamente rápida dos ganhos de realimentação. Visando a eliminação do chattering no controle chaveado, propõe-se uma nova técnica de suavização do controle chaveado, o controle chaveado suave. Esta nova lei de controle pode ser utilizada nas mesmas condições do controle chaveado e é baseada no conceito do mínimo suave, definido neste trabalho. Além disso, são propostos procedimentos de projeto que consideram distúrbios para ambas as leis de controle chaveada e chaveada suave. Ademais, neste trabalho também se apresenta uma implementação da lei de controle chaveada em um sistema Ball Balancer fabricado pela Quanser.pt
dc.description.abstractThe switched control can be efficiently used for controlling uncertain Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems, which have uncertain membership functions and known local models. Because these fuzzy systems can exactly represent a class of uncertain nonlinear systems in a given operation region in the state space, it is interesting to use them to describe nonlinear systems, performing the controller design based on a T-S fuzzy model that exactly describes the nonlinear system. However, the perfect representation of the uncertain nonlinear system by the T-S fuzzy model as a convex combination is only valid in the operation region. Therefore, it is necessary to assure conditions such that the state of the system remains in that region. This work proposes conditions to ensure the local stabilization, with decay rate, of a class of uncertain continuoustime nonlinear systems with saturation on the actuator, using a switched control. The designs of the controllers are performed based on the T-S fuzzy model which exactly describes the nonlinear system and the design procedures provide a region in which the initial conditions must be such that the nonlinear system is exactly described by the uncertain T-S fuzzy model along the whole state trajectory of the system and this trajectory remains in a specified operation region. Usually, the switched control has no bound on the frequency of the feedback gains switching, and this can lead to chattering, which is manifested by infinitely fast frequency of the feedback gains switching. In order to avoid the chattering in the switched control, this work proposes a new technique to smooth the switched control, the smooth switched control. This new control law can be used under the same conditions as the switched control and it is based on the concept of smooth minimum, which is defined in this work. In addition, design procedures considering disturbances for both switched and smooth switched control laws are proposed. Furthermore, in this work it is also presented an implementation of the proposed switched control law in a Ball Balancer system manufactured by Quanser.en
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.aleph000895743
dc.identifier.capes33004099080P0
dc.identifier.lattes8879964582778840
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11449/152448
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.subjectSistemas não lineares incertos contínuos no tempopt
dc.subjectModelos fuzzy Takagi-Sugenopt
dc.subjectControle chaveadopt
dc.subjectChatteringpt
dc.subjectSaturação no atuadorpt
dc.subjectUncertain continuous-time nonlinear systemsen
dc.subjectTakagi-Sugeno fuzzy modelsen
dc.subjectSwitched controlen
dc.subjectActuator saturationen
dc.titleControle chaveado e chaveado suave de sistemas não lineares incertos via modelos fuzzy T-Spt
dc.title.alternativeSwitched and smooth switched control of uncertain nonlinear systems via T-S fuzzy modelsen
dc.typeTese de doutorado
unesp.author.lattes8879964582778840
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Engenharia, Ilha Solteirapt
unesp.embargoOnlinept
unesp.graduateProgramEngenharia Elétrica - FEISpt
unesp.knowledgeAreaAutomaçãopt
unesp.researchAreaNão constapt

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