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[en] SIMULATION OF A MICROCOMPUTER FOR THE CONTROL OF INDUSTRIAL PROCESSES / [pt] SIMULAÇÃO DE UM MICROCOMPUTADOR PARA CONTROLE DE PROCESSOS INDUSTRIAIS24 May 2007 (has links)
[pt] Este trabalho descreve a modelagem e simulação em tempo de
um microcomputador destinado a controlo de processos
industriais. O objetivo desejado foi obter dados que
permitissem a depuração lógica da arquitetura e projeto
lógico considerando a interação temporal entre os sinais
do microcomputador. O nível de detalhe observado no
desenvolvimento do modelo foi de sistema no que se refere
a pastilhas em LSI e de porta lógica quando pastilhas CI
foram utilizadas. O programa simulador foi implementado na
linguagem SIMSCRIPT II. O simulador será utilizado para
desenvolvimento de programas de suporte e microprogramação. / [en] The modelling and simulation of a microcomputer oriented
to control of industrial processes is described. The
purpose is twofold: first, to permit debugging of the
desired microcomputer´s architecture and logic desing, and
secondly, to aid in the development of the microprograms
to be used with the actual microcomputer.
The system model contains assumed LSI and IC chips which
are in turn simulated with the aid of the digital computer
language SIMSCRIPT II. The LSI´s are simulated at the
system level, while the IC´s are simulated down to the
gate level.
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[pt] CONTROLE DO FLUXO REATIVO EM UMA SUBESTAÇÃO / [en] VAR CONTROL IN A SUBESTATIONPAULO JORGE MOASSAB 07 February 2008 (has links)
[pt] T.G. será a maior subestação do sistema 1, localizada em
um bairro do Rio de Janeiro e está prevista para, em sua
etapa definitiva, ter uma potência de 4800 MVA com quatro
bancos de transformadores de 500kv/138kV/13,8kV com 600
MVA nominais cada um. Será alimentada por uma linha de
transmissão com 2 circuitos de 500 KV através da
subestação AD (do sistema 2) tendo ainda 2 linhas de 500
KV alimentando outra subestação do sistema 1 e mais 21
linhas de 138 KV alimentando outras subestações do sistema
1.
Devido ao problema de espaço necessário para uma
subestação convencional do porte de T.G., optou-se pela
solução de utilizar equipamentos blindados em SF6 tanto
para o 500KV quanto para o 138 KV.
A subestação está prevista para entrar em operação em
outubro de 1976, e devido a configuração do sistema foi
demonstrado pelos estudos de fluxo de potência a
necessidade de controle de reativos em T.G. para suprir a
grande demanda do sistema de transmissão que alimenta o
sistema 1.
Os requisitos de VAR do sistema 1 são consideravelmente
sensíveis ao fator de potência das cargas. Nos estudos
realizados adotou-se fator de potência 0,98.
Com o presente estudo demonstra-se que para o período de
1976 a 1980 pode-se evitar o uso de compensadores
síncronos em T.G. pela utilização de taps nos
transformadores de T.G., o que permitiria não só reduzir o
fluxo de reativos como um melhor controle de tensão.
Para o período após 1980 será necessário a instalação de
dois compensadores síncronos de 200 MVAr cada nos
terciários dos transformadores de T.G., sendo importante
fizar que a consideração de cargas com fator de potência
0,98 fazem considerável diferença para a determinação da
capacidade nominal dos compensadores síncronos em T.G.
A principal característica do sistema é que os
compensadores terão de 80% a 100% de sua capacidade
suprindo o sistema de transmissão que alimenta o sistema
1. justamente devido a essa particularidade tornou-se
importante a escolha de impedância dos transformadores de
modo a reduzir ao mínimo possível as perdas reativas no
próprio transformador. A escolha da impedância dos
transformadores ficou limitada ao nível máximo de curto
circuito das subestações de 138KV que interligam o sistema
1 com T.G. Com a instalação dos compensadores em T.G.
consegue-se ainda controlar a tensão do sistema
adequadamente bem como deixar o sistema 1 relativamente
independente do ponto de vista do controle de reativos. / [en] T.G substation will be the largest substation os system 1,
being located at a section in Rio de Janeiro city. It will
have 4800 MVA in his final stage, with four 600 MVA
500KV/138KV/13,8KV transformers banks, two 500KV incoming
transmission lines from A.D. substation (system 2), two
500 KV lines to other system 1 substation and twenty one
138 KV lines to system 1 substations.
Due to space problems, the 500 KV and 138 KV swtchgear
will be of SF6 type.
The substation will be energized in october, 1976 and due
to systemconfiguration and demonstrated by load flow
studies, it will be necessary to instal VAR control at
T.G. to minimize the transmission system VAR requirements.
These requirements of system 1 are sensitive to load
representation. The assumption of. 98 power factor loads
maker considerable difference to the synchronous condenser
rating at T.G.
One of the goals of this work, is to show that between 1976
and 1980, synchronous condensers are not necessary, its
role being performed by tap changers installed in the T.G.
transformers.
After 1980 the instalation of two synchronous condensers
of 200 MVar at the T.G. transformers tertiary will be
necessary.
It is important to realize that 80% to 100% of condensers
capacity is use to supply the transmission system.
The use of transformers with lower impedances will be
important to minimize VAR losses at transformers, but will
increase three phase short circuit level at 138 KV and the
tertiary systems.
With synchronous condensers installation it will be
possible to control system voltage and system 1 should be
relatively independent from VAR control althoug the cost
of supplyng VAR`s to the incoming transmission networks.
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[en] AN INTRODUCTION TO ROBUST CONTROL WITH APPLICATIONS TO FLEXIBLE STRUCTURES / [es] INTRODUCCIÓN AL CONTROL ROBUSTO CON APLICACIONES Y EXTRUCTURAS FLEXIBLES / [pt] UMA INTRODUÇÃO AO CONTROLE ROBUSTO COM APLICAÇÕES E ESTRUTURAS FLEXÍVEISCARLOS EDUARDO INGAR VALER 29 August 2001 (has links)
[pt] Este trabalho tem como objetivos principais a apresentação,
análise e síntese de sistemas de controle por realimentação
de saídas com características robustas. São consideradas
incertezas no modelo do tipo não estruturada ( dinâmica não
modelada ) e estruturada ( valores desconhecidos nos
parâmetros ), distúrbios ( entradas desconhecidas ) e
ruídos no sensor. Ênfase especial é dada ao projeto de
sistemas de controle implementados usando observadores de
estado, que representam um tipo especial de sistemas de
controle por realimentação de saídas. Uma revisão dos
principais tipos de observadores é feita, incluíndo
observadores robustos com capacidade de rejeição e
estimação simultânea de distúrbios, comparando suas
características através de um exemplo. Logo após, o sistema
resultante, quando observadores de estado são introduzidos
na lei de controle, é analisado em presença de incertezas,
mostrando a limitação na validade do Princípio da
Separação. Técnicas modernas de controle robusto são usadas
para melhorar as propriedades de robustez dos sistems de
controle, entre elas: Recuperação da Função de
Transferência da Malha (LTR) e Controle H-infinito. É
mostrado também, que através de uma escolha conveniente dos
parâmetros livres do controle LQG, é possível sintetizar
controladores robustos. Estas técnicas são usadas para
resolver problemas específicos no controle de estruturas
flexíveis, incluíndo perturbações na entrada da planta,
incertezas paramétricas. As técnicas aplicadas no presente
trabalho demonstram eficácia e simplicidade. / [en] This work intends to present an introduction to the
analysis and syntesis of output feedback control systems
with robust characteristics. They are considered
unstructured ans structured model uncertainties,
disturbances, unknown inputs and noise. It is given a
special emphasys on the control systems which were
implemented by the use of state observers, which represents
a special type of output feedback control systems. A review
of the principais types of observers are done, including
robust observers with interesting characteristics such as
the capacity of simultaneous rejection and estimation of
disturbances, and their features are compared in an
example. After that, it is done an analysis of the
resultant systems when state observers are introduced in
the control system in the presence of uncertainties,
showing limitations to apply the Separation Principle.
Modern techniques of robust control are used to enhance the
properties of robustness of the control systems, such as
Loop Transfer Recovery (LTR) technique and H(infinito)
control.It is also shown that an adequate choice of the
free parameters in the LQC control allows to synthetize
robust controllers. These techniques are used to solve
specific problems in the control of flexible structures,
including disturbances in the plant input, uncertainties
caused by unmodeled dynamic in high frequency ( spillover
problem ) and parametric uncertainties. The techniques
applied in this work show effectiveness and simplicity. / [es] Este trabajo tiene como objetivos principales la
presentación, análisis y síntesis de sistemas de control
por realimentación de salidas con características robustas.
Son consideradas incertidumbres en el modelo del tipo no
extructurada (dinámica no modelada) y extructurada (valores
desconocidos en los parámetros), distúrbios (entradas
desconocidas) y ruidos en el sensor. Se le dedica especial
atención al proyecto de sistemas de control que fue
implementado utilizando observadores de estado, que
representan un tipo especial de sistemas de control por
realimentación de salidas. Se realiza una revisión de los
principales tipos de observadores, incluyendo observadores
robustos con capacidad de rechazo y estimación simultánea
de disturbios, comparando sus características a través de
un ejemplo. Seguidamente se analiza, en presencia de
incertidumbre, el sistema que resulta al introducir
observadores de estado en la ley de control, mostrando las
limitaciones en la validez del Principio de la Separación.
Se utilizan técnicas modernas de control robusto para
mejorar las propriedades de robustez de los sistems de
control, entre ellas: Recuperación de la Función de
Transferencia de la Malla (LTR) y Control H-infinito. Se
muestra también, que a través de una selección conveniente
de los parámetros libres del control LQG, es posible
sintetizar controladores robustos. Estas técnicas se
utilizan para resolver problemas específicos en el control
de extructuras flexibles, incluyendo perturbaciones en la
entrada de la planta e incertidumbres paramétricas. Las
técnicas aplicadas en este trabajo demuestran eficiencia y
simplicidad.
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[en] ACCELERATED LEARNING AND NEURO-FUZZY CONTROL OF HIGH FREQUENCY SERVO-HYDRAULIC SYSTEMS / [pt] CONTROLE POR APRENDIZADO ACELERADO E NEURO-FUZZY DE SISTEMAS SERVO-HIDRÁULICOS DE ALTA FREQUÊNCIAELEAZAR CRISTIAN MEJIA SANCHEZ 29 January 2018 (has links)
[pt] Nesta dissertação foram desenvolvidas técnicas de controle por aprendizado acelerado e Neuro-Fuzzy, aplicadas em um sistema servo-hidráulico para ensaio de fadiga. Este sistema tem o propósito de fazer ensaios em materiais para prever a resistência à fadiga dos materiais. O trabalho envolveu quatro etapas principais: levantamento bibliográfico, desenvolvimento de um controle por aprendizado acelerado, desenvolvimento de um controle por aprendizado Neuro-Fuzzy, e implementação experimental dos modelos de controle por aprendizado proposto em uma máquina de ensaios de materiais. A implementação do controle por aprendizado acelerado foi feita a partir do modelo de controle desenvolvido por
Alva, com o objetivo de acelerar o processo de aprendizagem. Esta metodologia consiste em fazer um controle do tipo bang-bang, restringindo a servo-válvula a trabalhar sempre em seus limites extremos de operação, i.e., procurando mantê-la sempre completamente aberta em uma ou outra direção. Para
manter a servo-válvula trabalhando em seus limites de seu funcionamento, os instantes ótimos para as reversões são obtidos pelo algoritmo de aprendizado, e armazenados em tabelas específicas para cada tipo de carregamento. Estes pontos de reversão dependem de diversos fatores, como a amplitude e carga média da solicitação, e são influenciados pela dinâmica do sistema. Na metodologia proposta, a lei de aprendizado inclui um termo de momentum que permite acelerar a aprendizagem dos valores das tabelas constantemente durante a execução dos testes, melhorando a resposta a cada evento. O desenvolvimento de um controle por aprendizado Neuro-Fuzzy foi motivado pela necessidade de ter um agente
com a capacidade de aprendizado e armazenamento dos pontos ótimos de reversão. Este modelo de controle também consiste na implementação de um controle do tipo bang-bang, trabalhando com a servo-válvula sempre nos seus limites extremos de operação. O instante de reversão é determinado pelo sistema
Neuro-Fuzzy, o qual tem como entradas a gama (dobro da amplitude) e o valor mínimo do carregamento solicitado. O processo de aprendizado é feito pelas atualizações dos pesos do sistema Neuro-Fuzzy, baseado nos erros obtidos durante a execução dos testes, melhorando a resposta do sistema a cada evento. A validação experimental dos modelos propostos é feita em uma máquina servohidráulica
de ensaios de fadiga. Para este fim, o algoritmo de controle proposto foi implementado em tempo real em um módulo de controle CompactRIO da National Instruments. Os testes efetuados demonstraram a eficiência da metodologia proposta. / [en] In this thesis, accelerated learning and Neuro-Fuzzy control techniques were developed and applied to a servo-hydraulic system used in fatigue tests. This work involved four main stages: literature review, development of an accelerated learning control, development of a Neuro-Fuzzy control, and implementation of the learning control models into a fatigue testing machine. The accelerated learning control was implemented based on a learning control developed in previous works, introducing a faster learning law. Both learning control methodologies consist on implementing a bang-bang control, forcing the servovalve
to always work in its operational limits. As the servo-valve works in its operational limits, the reversion points to achieve every peak or valley in the desired history are obtained by the learning algorithm, and stored in a specific table for each combination of minimum and mean load. The servo-valve reversion
points depend on a few factors, such as alternate and mean loading components, while they are as well influenced by the system dynamics. In the proposed accelerated methodology, the learning law includes one momentum term that allows to speed up the learning process of the table cell values during the
execution of the tests. The developed Neuro-Fuzzy control also consists on a bang-bang control, making the servo-valve work in its operational limits. However, here the instant of each reversion is determined by the Neuro-Fuzzy system, which has the load range and minimum load required as inputs. The
learning process is made by the update of the Neuro-Fuzzy system weights, based on the errors obtained during the execution of the test.The experimental validation of the proposed models was made using a servo-hydraulic testing machine. The control algorithm was implemented in real time in a C-RIO computational system. The tests demonstrated the efficiency of the proposed methodology.
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[en] ANALYSIS AND PASSIVE CONTROL OF RECTANGULAR PLATES / [pt] ANÁLISE E CONTROLE PASSIVO DAS VIBRAÇÕES DE PLACAS RETANGULARESFABIO JORGE DIAS MACHADO 21 February 2008 (has links)
[pt] Neste trabalho é apresentado um método numérico de
resolução para a
equação diferencial de placas: o método de Galerkin
Iterativo. O método é
utilizado para obtenção das cargas críticas de flambagem e
das freqüências
naturais para placas retangulares com condições de
contorno arbitrárias. São
determinados ainda os modos de vibração de placas para
diversas condições de
contorno. É também apresentada uma análise do
comportamento estático e
dinâmico de placas planas retangulares. Utilizando-se dos
resultados obtidos
nesta análise e do método de Galerkin Iterativo, analisa-
se a influência dos
carregamentos axiais sobre as propriedades de vibração de
uma placa com
diversas condições de contorno, como proposta de um meio
de controle passivo
de vibrações em placas retangulares. Realiza-se uma
análise linear para o
carregamento no plano médio da placa e outra não-linear no
caso de placas
submetidas a carregamentos excêntricos, ou seja, fora do
plano médio da placa.
Mostra-se que o método de Galerkin Iterativo permite a
obtenção de modos de
vibração ortogonais possibilitando a resolução de
problemas dinâmicos através
do método de superposição de modos. Além disso, mostra-se
que o método de
controle passivo de vibrações em placas, através da
aplicação de forças de
compressão no plano, reduz a amplitude da resposta na
região de ressonância. / [en] The aim of this work is to present a procedure for the
solution of differential
equations for plates: the Iterative Galerkin method. With
the aid of this method,
the buckling loads and natural frequencies of plates are
obtained for plates with
arbitrary sets of boundary conditions. The vibration modes
of plates with various
boundary conditions are obtained and compared with results
found in literature.
An analysis of the static and dynamic behavior of unloaded
and in-plane loaded
rectangular plates is presented. The use of in-plane loads
as a passive vibration
control technique for rectangular plates is investigated
using the results obtained
by the Iterative Galerkin`s method. A linear analysis is
conducted for loads
applied on the plate mid-surface and a non-linear one for
plates with in-plane
eccentric loads. Moreover, it is shown that the Iterative
Galerkin method leads to
a set of orthogonal vibration modes allowing the use of
superposition methods in
the solution of dynamic problems. Furthermore, the results
show that the
proposed passive vibration control through the use of in-
plane compression
loads, decrease the response in the resonance region.
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[en] INTERINSTITUTIONAL ACCESS: AUTHENTICATION AND ACCESS CONTROL / [pt] AUTENTICAÇÃO E CONTROLE DE ACESSO INTERINSTITUCIONALBRUNO OLIVEIRA SILVESTRE 20 June 2005 (has links)
[pt] O uso de computação distribuída vem expandindo seu escopo,
saindo de aplicações em redes locais para aplicações
envolvendo diversas instituições. Em termos de segurança,
essa expansão introduz desafios em identificar usuários
oriundos das diferentes organizações e definir seus
direitos de acesso a determinado recurso.
Abordagens comuns adotam a replicação do cadastro dos
usuários pelas diversas instituições ou o compartilhamente
de uma mesma identidade por um conjunto de usuários.
Entretanto, essas estratégias apresentam deficiências,
demandando, por exemplo, maior esforço de gerência por
parte dos administradores e até esbarrando em políticas de
privacidade. Neste trabalho propomos uma arquitetura que
utiliza o conceito de papéis para a autenticação e o
controle de acesso entre diferentes instituições. Baseado
em uma relação de confiança entre as organizações, a
arquitetura permite que os usuários sejam autenticados na
instituições onde estão afiliados e utiliza o papel por
eles desempenhados para controlar o acesso aos recursos
disponibilizados pelas demais organizações. / [en] Distributed computing has been expanding its scope from
local area network applications to wide-area applications,
involving different organizations. This expansion implies
in several new security challenges, such as the
identification of users originating from different
organizations and the definition of their access rights.
Commom aproaches involve replicating user data in several
institutions or sharing identities among sets of users.
However, these approaches have several limitations, sucj
as the increased management effort of administrators or
problems with privacy policies.
This work proposes a framework for inter-institucional
authentication. The framework is based on the concepts of
RBAC (role-based access control) and of trust between
organizations.
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[en] INTELLIGENT CONTROL STRATEGIES FOR SEVERE SLUG MITIGATION IN OIL PRODUCTION PLANTS / [pt] ESTRATÉGIAS DE CONTROLE INTELIGENTE PARA MITIGAÇÃO DE GOLFADAS SEVERAS EM SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEODINART DUARTE BRAGA 23 March 2018 (has links)
[pt] Um dos maiores desafios da produção de petróleo offshore é garantir um escoamento regular do reservatório até a unidade de processamento da produção. Entre os fenômenos que podem dificultar esta tarefa está o estabelecimento de um escoamento em golfadas no riser de produção, caracterizado por oscilações periódicas e de grande amplitude nas vazões do sistema, que diminuem a eficiência da planta de separação, sujeitam equipamentos a esforços cíclicos e causam graves descontroles de processo. Por esta razão, foram desenvolvidas nas últimas décadas diversas soluções que visam a evitar a formação das golfadas, ou ao menos, atenuar suas consequências. Entre as soluções mais promissoras estão os controladores que evitam a formação das golfadas através da manipulação ativa da válvula choke e os controladores que amortecem as golfadas nos vasos separadores da planta de processo. Neste trabalho, estas estratégias de controle são revisitadas sob a óptica do controle inteligente, possibilitando a obtenção de resultados fora do alcance dos controladores lineares. Além de um modelo computacional que descreve um sistema de produção do poço ao vaso separador, também foram desenvolvidos neste trabalho dois controladores inteligentes. O primeiro deles é um controlador anti-golfada de arquitetura híbrida Fuzzy-PID, que é capaz de suprimir as golfadas mesmo em sistemas desprovidos de medições submarinas e com válvula choke lenta. O segundo é um controlador amortecedor de golfadas fuzzy, otimizado por um algoritmo genético, com alta capacidade de atenuação das golfadas e capaz de manter o nível dentro de uma faixa considerada segura. Ambos os controladores são testados em diversos cenários e têm seus resultados comparados aos obtidos por controladores lineares. / [en] One of the major challenges of offshore oil production is to ensure a regular flow from the reservoir to the production processing unit. Among the phenomena that may hamper this task is the establishment of slug flow in the production riser, characterized by periodic oscillations of large amplitude in the system flow rates, which reduce the efficiency of the separation plant, subject equipment to cyclical fatigue and cause serious process instabilities. For this reason, several solutions that aim at avoiding the formation of slugs or, at least, mitigating their consequences have been developed in the last decades. Among the most promising solutions are controllers that prevent the formation of slugs by actively manipulating the choke valve and controllers that dampen the slugs in the vessels of the separation plant. In this work, these control strategies are revisited from perspective of intelligent control, allowing the obtainment of results beyond the reach of linear controllers. In addition to a computational model that comprises a production system from the well to the separation vessel, two intelligent controllers were developed in this work. One of them is a hybrid Fuzzy-PID anti-slug controller that is capable of suppressing slugs even in systems without submarine measurements available and with slow choke valve. The other one is a fuzzy slug damping controller, optimized by a genetic algorithm, with high slug attenuation capacity and able to maintain the level within a specified range. Both controllers are tested in several scenarios and have their results compared to those obtained by linear controllers.
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[en] HYBRID CONTROL FOR REDUCING BUILDING VIBRATIONS / [pt] CONTROLE HÍBRIDO PARA ATENUAÇÃO DE VIBRAÇÕES EM EDIFÍCIOSSUZANA MOREIRA AVILA BENEVELI 01 November 2002 (has links)
[pt] No presente trabalho estuda-se a aplicação do controle
estrutural na proteção de estruturas submetidas a
carregamentos dinâmicos contra níveis de vibração
indesejáveis que possam causar desconforto e, até mesmo,
comprometer a segurança e integridade da edificação. Os
três tipos de controle estrutural, passivo, ativo e
híbrido, são analisados de forma a evidenciar as vantagens
do uso do controle híbrido. O mecanismo de controle
utilizado é o denominado amortecedor de massa sintonizado
(AMS), devido à sua vasta aplicação na Engenharia Civil,
tendo uma grande quantidade sido instalada em edifícios,
pontes e chaminés industriais para controle de vibrações
causadas pelo vento. Verifica-se a influência da não-
linearidade da rigidez do AMS no comportamento do sistema
principal. A utilização de amortecedores de massa
sintonizados múltiplos é também estudada como uma forma de
vencer certas limitações quanto à robustez deste tipo de
sistema e melhorar sua performance. Analisa-se por fim o
comportamento e eficiência do amortecedor de massa híbrido
(AMH), em relação ao AMS passivo. Para cálculo da força de
controle são utilizados os seguintes algoritmos: controle
ótimo linear clássico, controle ótimo instantâneo e controle
ótimo não-linear. Uma estratégia para definição das
matrizes de ponderação, utilizadas no algoritmo de controle
ótimo instantâneo, que minimizem a amplitude da resposta
harmônica permanente é apresentada. Exemplos numéricos são
apresentados ao longo de todo o trabalho. Verifica-se que a
utilização do controle híbrido é mais eficiente que os
controles passivo e ativo isolados, requerendo forças de
magnitude inferiores, o que reduz bastante o custo deste
tipo de sistema. O sistema de controle híbrido se mostrou
eficiente na redução de vibrações causadas por
carregamentos cujas freqüências eram diversas das
consideradas no projeto do sistema de controle passivo.
Verificou-se, ainda que o mesmo se comportou de forma
satisfatória no caso de discrepância na freqüência natural
da estrutura. / [en] In this work the use of structural control is studied to
protect dynamically loaded building structures against
undesirable vibration levels, which can cause human
discomfort and, even more, compromise the building safety
and integrity. The three types of structural control,
passive, ative and hybrid, are analysed to show the
advantages of hybrid control in reducing undesirable
vibration levels. The chosen control mechanism is the so
called tuned mass damper (TMD), due to its large
application in Civil Engineering, having a great number of
these devices been installed in buildings, bridges and
industrial chimneys to control structural vibrations
induced by wind loads. It is also verified the influence of
TMD non linear stiffness on the main system behaviour. The
use of multiple tuned mass dampers is studied as a possible
way of improving the TMD robustness and performance. The
hybrid mass damper (HMD) behaviour and efficiency
comparing to the passive mass damper is analysed in detail.
To calculate the control force the following control
algorithms are used: classical optimum linear control,
instantaneous optimum control and non-linear optimum
control. A strategy to define the weighting matrices used
in the instantaneous optimum control algorithm that
minimizes the harmonic response amplitude is presented.
Several numerical examples are presented aalong the work.
The results show that the hybrid control is more efficient
that the passive or active control used separately,
requiring smaller forces reducing in this way the cost of
the control system. The hybrid control system showed to be
more efficient in reducing vibrations caused by loadings
which had different frequencies from that considered on the
passive control design. Moreover it was shown that hybrid
control has a satisfactory perfomance when discrepancies in
natural frequency occur.
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[en] DESIGN AND PERFORMANCE EVALUATION OF QUADCOPTER CONTROLLERS / [pt] PROJETO E AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE CONTROLADORES PARA QUADRICÓPTEROSHENRIQUE PINHEIRO SARAIVA 11 January 2021 (has links)
[pt] Quadricópteros vêm sendo o objeto de estudo de inúmeras pesquisas ao
redor do mundo. Diversas técnicas de controle já foram desenvolvidas, cada
uma com seus prós e contras, objetivando o aprimoramento do desempenho
destes veículos aéreos na consecução de tarefas específicas. Este trabalho foca
na comparação de características de desempenho de técnicas de controle aplicadas
a quadricópteros. Este trabalho mostra o projeto de controles modernos
aplicados à quadricópteros apresentando tais técnicas, iniciando com a realimentação
de estados com polos dominantes, passando pelo controle Linear
Quadratic Regulator (LQR). Por sua vez, visando otimizar o desempenho das
técnicas de controle aqui estudadas, foram aplicadas técnicas de inteligência
computacional para resolver um problema de otimização do LQR e para auxiliar
no controle de forças dos rotores. Apresenta-se o projeto de um controle
PID, que será usado como referência para as demais técnicas analisadas. O
controle por realimentação de estados citado anteriormente obteve bons resultados.
O tempo de assentamento foi o menor para o eixo Z, overshoots e o erro
em regime permanente, os menores para os eixos X e Y. O controlador Fuzzy
conseguiu fazer seu papel auxiliando a movimentação do quadricóptero. O GA
otimizou o tempo de assentamento do LQR. Esse controle conseguiu alcançar
os menores tempos de assentamento para os eixos X e Y, sendo mais rápido que
a configuração original do LQR, escolhida por heurísticas. Com esse trabalho
foi possível notar que os controladores modernos, realimentação de estado e
LQR, tem um desempenho melhor que o controle PID de referência. / [en] Quadcopters are researched all over the world. A lot of techniques had
been developed and many others a blistering, each one with their pros and cons.
The focus of this work is the comparison between the performance of some
techniques most used in quadcopters, qualifying these techniques. This work
shows the designing process of a quadcopter controllers, starting with state
feedback with dominant poles and going to the Linear Quadratic Regulator
controller. Focusing on optimizing the performance of those control strategies,
computational techniques were used to solve an LQR optimization problem
and to help choose the best inputs for the rotors. This work presents a PID
controller that will be used as a reference for comparison. The state feedback
controller with the Fuzzy position control performed very well, being the fastest
one to settle on the Z axis, having the least overshoots and the lowest steadystate
errors for the X and Y axes. The Fuzzy controller did what was supposed
to do, smoothing and enabling a precise movement for the quadcopter. The
GA also did what was supposed to do and improved the settling time for the
LQR controller. It showed that it was a nice way to tune the Q and R matrixes,
allowing the controller to be the fastest one to settle in the X and Y axes. As
a result of this work, the modern control techniques, state feedback and LQR,
performance better than the classic PID controller, used as reference.
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[en] H2 SYNTHESIS OF FINITE-DIMENSIONAL CONTROLLERS FOR STABLE, DISTRIBUTED-PARAMETER SYSTEMS / [pt] SINTESE H2 DE CONTROLADORES DE DIMENSAO FINITA PARA SISTEMAS ESTAVEIS DE PARAMETROS DISTRIBUIDOSALVARO GUSTAVO TALAVERA LOPEZ 10 March 2020 (has links)
[pt] Objetiva-se, nesse trabalho, formular e testar numericamente uma
perspectiva computacional, baseada em elementos de controle robusto e
indices de desempenho H2, para a sintese de controladores de dimensão
finita (DF) para sistemas lineares de dimensão infinita (DI) correspondentes
a certas equações de evolução parabólicas e, especialmente, a uma versão
simplificada da equação do calor. A abordagem aqui utilizada é a de usar
modelos aproximantes de DF (modelos nominais) e limitantes superiores
nas normas H (infinito) dos erros de aproximação correspondentes nas funções de transferência de DI em questão, de modo que o procedimento de síntese
baseie-se apenas em funções de transferência racionais e os controladores resultantes sejam de DF.Mais especificamente, uma classe de controladores que asseguram a estabilidade do sistema em malha fechada envolvendo o sistema de DI em questão e definida tomando-se as soluções ótimas de problemas
H2 (infinito) nos quais o funcional de custo (H2) nominal é minimizado sobre os
controladores nominalmente estabilizantes, sob uma restrição (H infinito) de margem
de estabilidade mínima definida por um parâmetro de projeto escalar denotado
por micro. A obtenção de um controlador é então feita pela escolha do valor de
micro de modo a minimizar um limitante superior (calculado apenas com base
em funçõess racionais) sobre o funcional de custo calculado no sistema de DI
original. Esse procedimento é ilustrado por exemplos numéricos envolvendo a
versão simplificada da equação do calor. / [en] A computational perspective based on robust control tools is presented
for the H2 synthesis of finite-dimensional controllers for linear, stable,
distributed-parameter systems corresponding to certain evolution equations.
The approach pursued here relies on finite-dimensional approximations and
error bounds on the H (infinite) norms of the corresponding errors on transfer functions
so that the resulting synthesis procedure solely depends on rational transfer
functions, thereby yielding finite-dimensional controllers. More specifically, a
class of stabilizing controllers for a given infinite-dimensional system is defined
taking optimal solutions of H2 / H (infinite) problems - i.e., a nominal H2 cost is
minimized over controllers which satisfy a nominal stability margin defined
by a scalar parameter micro. A controller is then obtained by choosing micro in such a
way as to minimize an upper bound on the value taken by the cost functional on
the original infinite-dimensional system. This procedure is illustrated by simple
numerical examples involving the (simplified) heat equation in one dimension.
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