Controle com modos deslizantes aplicado em sistemas com atraso e acesso somente à saída

Abstract

O enfoque principal do trabalho foi dado ao Controle Discreto com Modos Deslizantes(CDMD) aplicado em sistemas que possuem atraso no processamento do sinal de controle e acesso somente à saída do sistema. A estratégia de controle tem por objetivo a utilização de técnicas de controle com modos deslizantes para a elaboração de uma lei de controle simples e robusta às incertezas da planta e ao atraso. O observador de estados apresentado possui características de modo deslizante, o qual realiza a estimação robusta do vetor de estados que na maioria dos casos práticos não é totalmente acessível. Os métodos de projetos propostos podem ser aplicados no controle de plantas estáveis ou instáveis com atraso no sinal de controle e acesso somente à saída da planta. Para comprovar a eficiência dos projetos apresentados neste trabalho, analisou-se o controlador atuando com acesso a todos estados e o controlador atuando juntamente com o observador robusto para a estimação dos estados. Os resultados foram obtidos através de simulações no Sistema Bola e Viga, Sistema Pêndulo Invertido Linear e Sistema Pêndulo Invertido Rotacional que são exemplos de plantas de natureza instável.

The main focus was placed on the Discrete Sliding Mode Control (DSMC) applied to systems that have a delay in the processing of the control signal and access to the system output only. The control strategy is intended to use control techniques of sliding modes to elaborate a simple and robust control law against the uncertainties of the plant and the delay. The states observer presented has the characteristics of a sliding mode, which performs the robust estimation of the states vector that, in most practical cases, is not fully accessible. The design methods proposed may be applied to the control of stable or unstable plants with delay on the control signal and access to the plant output only. In order to attest the efficiency of the design presented in this work, the controller was analyzed at work with access to all states and jointly with the robust observer to estimate the states. The results were obtained by means of simulations in the Ball and Beam System, Linear Inverted Pendulum System, and Rotational Inverted Pendulum System, which are examples of plants of unstable nature.