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Controle H∞ Com Formatação De Malha a Tempo Discreto Aplicado Em Um Sistema De Suspensão Ativa
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Pereira, Renan Lima Guaracy, Fernando H. D. Paula, Caio Fernandes De Pugliese, Luiz Felipe |
| Copyright Year | 2017 |
| Abstract | This paper aims a practical implementation of a discrete-time H∞ loop shaping controller in an active suspension system manufactured by Quanser. Sufficient LMIs conditions are derived in order to obtain a static H∞ loop shaping controller that ensures the robust stability and performance to closed-loop system. Differently from other works in the literature, the robust control formulation adopted in this study assumes that the active suspension system is subject to nonparametric uncertainties described by left coprime factorization and that the stabilizing controller is designed to maximize a measure of robustness, represented by an admissible upper bound. The experimental results showed that the discrete-time H∞ loop shaping controller may be an advantageous alternative for the control of mechanical systems. Keywords— Discrete-time systems, H∞ loop shaping control, LMI, Active suspension Resumo— Este artigo visa a implementação prática de um controlador H∞ com formatação de malha a tempo discreto em um sistema de suspensão ativa produzido pela empresa Quanser. Condições suficientes em LMIs são derivadas tendo em vista obter um controlador H∞ com ganho estático que garanta a estabilidade robusta e o desempenho do sistema em malha fechada. Diferentemente de outros trabalhos na literatura, a formulação de controle robusto adotada neste estudo supõe que o sistema de suspensão ativa está sujeito a incertezas não-paramétricas descritas na forma de fatoração coprima à esquerda e que o controlador estabilizante projetado maximize uma medida de robustez, representada por um limitante superior admisśıvel. Os resultados experimentais mostraram que o controlador H∞ com formatação de malha a tempo discreto pode ser uma alternativa vantajosa para o controle de sistemas mecânicos. Keywords— Sistemas a tempo discreto, Controle H∞ com formatação de malha, LMI, Suspensão Ativa 1 Introdução A metodologia de projeto H∞ com formatação de malha, proposta por McFarlane-Glover (McFarlane and Glover, 1992) tornou-se cada vez mais popular nos últimos anos devido sua aplicabilidade em vários problemas de controle (Hyde and Glover, 1993; Prempain and Postlethwaite, 2005; Pereira and Kienitz, 2013). Este procedimento compreende duas etapas sequenciais: a primeira constitui no escalonamento da planta multivariável e na seleção dos prée pós-compensadores utilizados para moldar a resposta em frequência da planta. Assim, os engenheiros podem usar sua experiência e seu conhecimento das caracteŕısticas da planta para obter um compromisso entre desempenho e estabilidade robusta (Pereira and Kienitz, 2015). Na segunda etapa, o raio de estabilidade da planta formatada ou moldada é otimizada em relação à incerteza em fatoração coprima. A razão para usar esta classe de incerteza é que esta inclui uma ampla classe de incertezas não-paramétricas com várias configurações, por exemplo, na forma aditiva, multiplicativa etc (Skogestad and Postlewaite, 2005). Apesar deste procedimento ter sucesso em muitas aplicações, sua principal desvantagem reside na śıntese de um controlador H∞ de alta ordem, decorrente da inserção dos prée pós-compensadores (Skogestad and Postlewaite, 2005). Isso pode ser bastante cŕıtico com relação a sua implementação prática. Dessa forma, algumas estratégias para reduzir sua ordem são utilizadas. Neste sentido, destacam-se os método propostos por (Prempain and Postlethwaite, 2005) e (Patra et al., 2008), onde um controlador H∞ com formatação de malha possuindo apenas um ganho estático é fornecido. Em ambos métodos, as condições de śıntese do controlador H∞ são derivadas a partir de duas LMIs (Linear Matrix Inequalities) acopladas que podem ser facilmente implementadas em qualquer resolvedor. Entretanto, até os recentes resultados de (Pereira et al., 2017) não existia nenhuma referência para sistemas a tempo discreto deste procedimento. Normalmente, um controlador H∞ com formatação de malha a tempo cont́ınuo era projetado e posteriormente discretizado usando algum método de discretização (Ex. Tustin) para implementações práticas. Contudo, sabe-se que a śıntese direta de um controlador a tempo discreto garante uma melhor estabilidade e desempenho para o sistema em malha fechada do que uma abordagem indireta que se baseia em métodos utilizando discretização (Gene F. Franklin, 1995). Neste contexto, a contribuição deste artigo consiste na investigação prática dos resultados obtidos em (Pereira et al., 2017), que por sua vez são generalizados em novas condições suficientes para sistemas próprios. De forma semelXIII Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente Porto Alegre – RS, 1o – 4 de Outubro de 2017 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://www.ufrgs.br/sbai17/papers/paper_114.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
