Orientador: Yuzo Iano

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Resumo: Este trabalho trata da eliminação dos efeitos indesejáveis da não linearidade tipo folga via desenvolvimento de três novos métodos computacionais para a análise de estabilidade, e controle de sistemas resultantes da interconexão de sistemas lineares com uma folga. Para solucionar o problema...

Resumo: Este trabalho trata da eliminação dos efeitos indesejáveis da não linearidade tipo folga via desenvolvimento de três novos métodos computacionais para a análise de estabilidade, e controle de sistemas resultantes da interconexão de sistemas lineares com uma folga. Para solucionar o problema da análise de estabilidade, utilizam-se condições construtivas sob a forma de LMI, garantindo a estabilidade global do sistema, através de algumas funções de Lyapunov, generalizadas nas condições de contorno e representação politópica. Tais condições de estabilidade global impõem a presença de uma realimentação adicional entre a saída e a entrada da não linearidade saturação, incluída antes da folga. Este ganho adicional pode atenuar o comportamento indesejado das não linearidades. O conjunto de todos os admissíveis pontos de equilíbrio é definido precisamente. O problema de controle pode ser solucionado através de esquemas de controle adaptativo para sistemas discretos no tempo com folga desconhecida. Analisando de forma mais aprofundada, propõe-se um controlador adaptativo baseado na folga inversa que fornece novas regras adaptativas para a atualização dos parâmetros estimados da folga inversa. Dessa forma demonstra-se também que os efeitos prejudiciais da folga podem ser cancelados através de duas estruturas de controle propostas. é possível validar ainda mais este resultado projetando-se um filtro que estima a saída da folga desconhecida, ou seja, a entrada da planta. Além disso, mais um resultado de controle é conseguido, aplicando-se uma proposta de computação evolutiva para realizar o controle adaptativo de sistemas contínuos no tempo com folga desconhecida. Para cumprir este objetivo, adiciona-se também a estrutura da folga inversa antes do bloco da folga e utiliza-se o algoritmo CMA-ES (Covariance Matrix Adaptation-Evolution Strategy) para estimar os parâmetros da folga inversa adaptativa

Abstract: This work is concerned to the elimination of the undesirable effects of the nonlinearity type backlash developing three new computational methods for the stability analysis, and control of result systems of the interconection of linear systems with a nonlinearity backlash. To solve the...

Abstract: This work is concerned to the elimination of the undesirable effects of the nonlinearity type backlash developing three new computational methods for the stability analysis, and control of result systems of the interconection of linear systems with a nonlinearity backlash. To solve the stability analysis problem, it is used constructive conditions in LMI form to ensure the global stability of the system, are proposed by using some suitable Lyapunov functional, generalized sector conditions and polytopic representation. Such global stability conditions impose the presence of an additional feedback between the output and the input of the nonlinear element. This additional gain can mitigate the unwished behavior of the nonlinear elements. The boundary of the associated set of all the admissible equilibrium points is precisely defined. The control problem can be solved through schemes of an adaptive control for discrete-time systems with unknown backlash. Analysing in a depth way is proposed an adaptive controller based on backlash inverse that provides new adaptive laws for updating of the estimated parameters of the backlash inverse. Then, this is also demonstrated that the harmful effects of backlash can be cancelled through two proposed control structures. It is possible to validate this result better designing a filter to estimate the unknown backlash output, that is, the plant input. Moreover, one more control result is obtained, applying an evolutionary computation to realize the adaptive control of continuous-time systems with unknown backlash. In order to do this, it is added a backlash inverse structure before the backlash scheme and used the CMA-ES (Covariance Matrix Adaptation-Evolution Strategy) algorithm to estimate the parameters of the backlash inverse