Controle robusto 𝓗∞ de um helicóptero de bancada 3-DOF realimentando apenas as posições.

Abstract

Este trabalho de graduação apresenta um método de controle em que a simulação do projeto dos controladores de um sistema mecânico no qual não se tem fácil acesso a todas as variáveis de estado. É considerada apenas a realimentação com as variáveis de estado das posições, de forma que o projeto apenas dependa dessas variáveis e não tenha necessidade de estimativa das variáveis de velocidades. O projeto se utiliza da técnica de controle robusto ℋ∞ com método baseado nas desigualdades matriciais lineares (LMIs) e a teoria da 𝒟-estabilidade. O sistema no qual foi aplicado esse projeto é o Helicóptero de Bancada 3-DOF da Quanser, que possui três graus de liberdade (arfagem, elevação e deslocamento) e oito variáveis de estado em sua representação no espaço de estados. Considerou-se uma falha de 30% da potência do motor traseiro do equipamento, criando uma incerteza na matriz de entrada do sistema em sua simulação. Na simulação do projeto do controlador do sistema foi utilizado o software MatLab/Simulink, o solver SeDuMi que resolve as Desigualdades Matriciais Lineares e a toolbox de interface YALMIP, que facilita a programação e resolução das LMIs. Os resultados de simulação são apresentados ao longo desse trabalho

This graduation work presents a control method in which the simulation of the design of the controllers of a mechanical system in which one does not have easy access to all state variables. Only the feedback with the position state variables is considered, so that the project depends only on these variables and does not need to estimate the speed variables. The project uses the robust control technique ℋ∞ with a method based on linear matrix inequalities (LMIs) and the theory of 𝒟-stability. The system in which this project was applied is the Quanser 3-DOF Bench Helicopter, which has three degrees of freedom (pitch, elevation and travel) and eight state variables in its representation in the state space. It was considered a failure of 30% of the power of the rear engine of the equipment, creating an uncertainty in the input matrix of the system in its simulation. In the simulation of the system controller design, MatLab/Simulink software was used, SeDuMi solver that resolves the Linear Matrix Inequalities and YALMIP interface toolbox, which facilitates the programming and resolution of LMIs. The simulation results are presented throughout this work