CONTROLE SEGUIDOR DE REFERÊNCIA VIA LMIs DE UM SISTEMA AEROPÊNDULO

Authors

DOI:

https://doi.org/10.21575/25254782rmetg2022vol7n72348

Keywords:

Aeropêndulo, Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs), Identificação de Sistemas Dinâmicos, Controle Seguidor.

Abstract

Com os avanços nas ferramentas e pacotes computacionais, tornou-se possível a implementação de técnicas de controle poderosas na busca por soluções para os mais diversos problemas encontrados na engenharia. Uma dessas ferramentas disponíveis para o projeto de controladores são as Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs, do inglês Linear Matrix Inequalities). Neste sentindo, este trabalho apresenta a identificação e o controle seguidor baseado em Desigualdades Matriciais Lineares de um sistema Aeropêndulo. Este sistema consiste em um conjunto haste-motor-hélice acoplado a um eixo rotacional, onde o deslocamento angular da haste acontece devido a força de empuxo do conjunto motor-hélice, sendo o conjunto motor-hélice o responsável por levar a haste até o ângulo desejado. Um modelo linear do sistema foi obtido através de ensaios em malha aberta, na vizinhança de um ponto de operação, utilizando a ferramenta de identificação ‘ident’ do software Matlab®. Posteriormente, projetou-se um controlador seguidor, onde os ganhos de realimentação e do integrador foram encontrados através de LMIs, utilizando o solver LMILAB em conjunto com a toolbox Yalmip no software Matlab®, de modo a garantir um bom desempenho do controlador projetado. Os resultados de simulação e de experimentos são apresentados ao longo deste trabalho.

Author Biographies

  • Hugo Fernando Yamanaka, Instituto Federal do Paraná - Campus Jacarezinho
    Discente de Engenharia de Controle e Automação no Instituto Federal do Paraná (IFPR) - Campus Jacarezinho. Possui formação em Curso de Aprendizagem Industrial - Eletricista, pelo Centro de Treinamento SENAI-SP, unidade Ourinhos-SP. Foi bolsista de Iniciação Científica (PIBIC) pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq (2021-2022), pelo Instituto Federal do Paraná (IFPR) no projeto controle de sistemas com incertezas e/ou não linearidades sujeitos a restrições. Participa do núcleo de pesquisa em automação e controle de sistemas dinâmicos (NPACSD) - IFPR. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação.
  • Carlos Alexandre de Souza Bispo, Instituto Federal do Paraná (IFPR)
    Discente de Engenharia de Controle e Automação no Instituto Federal do Paraná - IFPR campus jacarezinho, possui formação técnica de nível médio em Informática para Internet pela Etec Jacinto Ferreira de Sá. Atualmente é bolsista PIBIC no Instituto Federal do Paraná no projeto Controle de sistemas com incertezas e/ou não linearidades sujeitos a restrições pelo Núcleo de pesquisa em automação e controle de sistemas dinâmicos (NPACSD) - IFPR.
  • Fernando Sabino Fonteque Ribeiro, Instituto Federal do Paraná (IFPR)
    Doutorando no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho FEB/UNESP, campus Bauru - SP. Mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho FEB/UNESP, campus Bauru - SP (2019). Formado em Engenharia Mecânica pela Universidade Paulista - UNIP, campus Assis - SP (2016). Possui formação de Técnico em Mecânica pelo Centro Paula Souza - ETEC Jacinto Ferreira de Sá, Ourinhos - SP. (2011). Atualmente, é servidor público, atuando como Técnico de Laboratório em Mecânica no Instituto Federal do Paraná, campus Jacarezinho - PR e também é Professor do curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário das Faculdades Integradas de Ourinhos (UNIFIO). Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em processos de usinagem e projetos mecânicos, atuando em pesquisas focadas em torneamento e retificação, bem como no desenvolvimento de protótipos por meio de ferramentas CAD 2D/3D e ferramentas de simulação computacional.
  • João Paulo Lima Silva Almeida, Instituto Federal do Paraná (IFPR)
    Possui graduação em Tecnologia em Automação Industrial (2011), Mestrado em Engenharia Elétrica (2014), ambos pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Campus Cornélio Procópio, PR (UTFPR-CP) e Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial (2019), pela UTFPR - Campus Curitiba. Atua como docente no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná - IFPR, Campus Jacarezinho. Tem experiência nas áreas de sistemas multirrobô, sistemas inteligentes e sistemas de controle. 
  • Ricardo Breganon, Instituto Federal do Paraná (IFPR)
    Possui curso Técnico em Mecânica pelo Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná - CEFET-PR, Graduação em Tecnologia Mecânica pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR (2006), Graduação em Engenharia de Produção pela Faculdade Estácio de Sá de Ourinhos - FAESO (2019), Especialização em Automação e Controle de Processos Industriais pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR (2007), Especialização em Docência da Educação Profissional, Técnica e Tecnológica pelo Instituto Federal do Paraná - IFPR (2016), MBA em Gestão Pública pela Universidade Pitágoras Unopar - UNOPAR (2020), Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR (2020), Mestrado em Engenharia Mecânica (2009) e Doutorado em Engenharia Mecânica com área de concentração em Aeronaves pela Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo - EESC/USP (2014). Realizou estágio de Pós-Doutorado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR (2020 - 2021). É Professor Efetivo no eixo de Controle e Processos Industriais do Instituto Federal do Paraná, Campus Jacarezinho desde 2010. Atua nos cursos de Engenharia de Controle e Automação, Técnico em Mecânica, Técnico em Eletromecânica e Técnico em Eletrotécnica. Tem experiência na área de Tecnologia Mecânica e Engenharia de Produção, com ênfase em Automação Industrial e Controle de Sistemas Dinâmicos. Está credenciado pelo MEC/INEP para integrar o Banco de Avaliadores do Sistema Nacional de Avaliação da Educação Superior - BASis, conforme Portaria do INEP nº 600 de 12 de julho de 2018.
  • Uiliam Nelson Lendzion Tomaz Alves, Instituto Federal do Paraná (IFPR)
    Possui graduação em Engenharia de Controle e Automação pelo Centro de Ensino Superior de Maringá (2011), Formação Pedagógica para a Docência na Educação Básica - Matemática pela Faculdade Educacional da Lapa (2020), Mestrado (2014) e Doutorado (2017) em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP campus Ilha Solteira. Realizou estágio de Pós-Doutorado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR (2020 - 2021). Atualmente é professor no eixo de Controle e Processos Industriais do Instituto Federal do Paraná - IFPR, campus Jacarezinho. Atua principalmente nos seguintes temas: Controle Robusto, Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs), Controle com Estrutura Variável e Modos Deslizantes (CEV/MD), Sistemas Não Lineares Descritos por Modelos Fuzzy Takagi-Sugeno, Controle Sujeito à Restrições de Sistemas Lineares e Não Lineares. 

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Published

2022-12-29

Issue

Vol. 7 No. 7 (2022)

Section

III SIMPÓSIO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO (III SIMECA)

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Copyright (c) 2022 Hugo Fernando Yamanaka, Carlos Alexandre de Souza Bispo, Fernando Sabino Fonteque Ribeiro, João Paulo Lima Silva Almeida, Ricardo Breganon, Uiliam Nelson Lendzion Tomaz Alves

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