Estudo de técnicas de controle baseados na realimentação derivativa com aplicações em sistemas dinâmicos
Marco Antonio Leite Beteto; Emerson Ravazzi Pires da Silva; Hellen Cristina Ancelmo
doi:10.20906/CPS/SICITE2015-0243
Resumo
Este trabalho visa o estudo de projeto de controladores, baseados em desigualdades matriciais lineares (do inglês, Linear Matrix Inequalities (LMIs)), aplicados em um modelo de uma suspensão ativa de um automóvel. Foi utilizada a realimentação derivativa como lei de controle para os projetos. A realimentação derivativa foi escolhida pois, em sistemas que controlam vibrações, o sinal da segunda derivada do estado pode ser utilizado para a realimentação. O sinal em questão pode ser obtido por meio de sensores do tipo acelerômetros. Mediante o sinal da aceleração é possível reconstruir o sinal da velocidade com boa precisão. Logo, os sinais da velocidade e da aceleração podem representar os estados do sistema e utilizados para realizar o controle. Condições suficientes e necessárias foram estudadas para que o sistema pudesse ser estabilizável considerando índices de desempenho no projeto, tais como, restrição na taxa de decaimento e D-estabilidade. Os controladores foram aplicados com a intenção de reduzir as oscilações abruptas apresentadas naturalmente pelo sistema de suspensão ativa. Tratando-se de um sistema mecânico de vibração, o objetivo principal é gerar o mínimo de desconforto possível ao motorista e passageiros. Para a resolução numérica das LMIs foi usado o software MatLab® e o solver "SeDuMi©". Após o projeto dos controladores foram realizadas simulações para a comparação. A primeira simulação foi feita sem nenhum controle, a finalidade é observar como o sistema se comporta com esta configuração. As simulações seguintes foram realizadas com os controladores projetados, observando como o sistema se comporta com cada um deles. Ao término das simulações foi feita uma análise em cima de cada controlador com o intuito de verificar qual controlador obteve uma resposta transitória adequada de malha fechada.
Palavras-chave: Realimentação derivativa; LMIs; Taxa de decaimento; D-estabilidade