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Tipo: Tese
Data do documento: 21-Out-2024
Autor(es): GOMES, Marcus Ciro Martins
Primeiro(a) Orientador(a): COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da
Primeiro(a) coorientador(a): AYRES JÚNIOR, Florindo Antonio de Carvalho
Título: Projeto de controle robusto de ordem fracionária para sistemas com incerteza paramétrica
Citar como: GOMES. Marcus Ciro Martins. Projeto de controle robusto de ordem fracionária para sistemas com incerteza paramétrica. Orientador: Carlos Tavares da Costa Júnior; Coorientador: Florindo Antonio de Carvalho Ayres Júnior. 2024. 78 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, , Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16812. Acesso em:.
Resumo: Esta pesquisa apresenta uma nova metodologia que integra a Teoria de Controle de Ordem Fracionária com técnicas de Controle Robusto para lidar com a incerteza paramétrica, com o objetivo de melhorar o desempenho de sistemas incertos lineares invariantes no tempo com ordens inteiras ou fracionárias, referidos como Controle Robusto de Ordem Fracionária (FORC)). Ao contrário dos métodos tradicionais, esta abordagem proposta oferece uma nova formulação de projeto baseado em desigualdades, ampliando o escopo para descobrir soluções melhoradas através da otimização de programação linear. Consequentemente, os controladores de ordem fracionária são adaptados para garantir o desempenho transitório e de estado estacionário desejado em sistemas de malha fechada. Para facilitar a implementação digital do controlador projetado, a discretização invariante de resposta ao impulso de diferenciadores de ordem fracionária (IRID-FOD) é usada para aproximar controladores de ordem fracionária a funções de transferência de ordem inteira. Além disso, caso necessário o método de redução de ordem de Hankel pode ser aplicado, tornando os controladores mais adequados para implantação em hardware. Testes experimentais realizados em um sistema térmico, juntamente com resultados de avaliação baseados em respostas no domínio do tempo e análise de robustez apoiada por índices de desempenho e análise de valor definido, demonstram o desempenho aprimorado e robusto da metodologia FORC proposta em comparação com o controle robusto clássico sob incerteza paramétrica.
Abstract: This research introduces a novel methodology that integrates fractional-order control theory with robust control techniques to address parametric uncertainty, aimed at enhancing the performance of linear time-invariant uncertain systems with integer or fractional orders, referred to as Fractional-Order Robust Control (FORC). Unlike traditional methods, this proposed approach offers a new formulation of inequalitiesbased design, broadening the scope for discovering improved solutions through linear programming optimization. Consequently, fractional-order controllers are tailored to ensure desired transient and steady-state performance in closed-loop systems. In order to facilitate the digital implementation of the designed controller, the impulse response invariant discretization of fractional-order differentiators (IRID-FOD) is used to approximate fractional-order controllers to integer-order transfer functions. Additionally, the Hankel reduction order method is applied, making the controllers suitable for hardware deployment. Experimental tests conducted on a thermal system, along with assessment results based on time-domain responses and robustness analysis supported by performance indices and set value analysis, demonstrate the enhanced and robust performance of the proposed FORC methodology compared to classical robust control under parametric uncertainty.
Palavras-chave: Controle de Ordem Fracionária
Controle robusto
Incertezas paramétricas
Robustez
Fractional order control
Robust Control
Parametric Uncertainty
Robustness.
Área de Concentração: SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA
Linha de Pesquisa: CONTROLE E AUTOMAÇÃO
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte URI: Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
Aparece nas coleções:Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

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