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Controle por modo deslizante para sistemas não-lineares com atraso. / Sliding mode control for nonlinear systems with time delay.Camila Lobo Coutinho 04 May 2012 (has links)
Nesta Dissertação são propostos dois esquemas de controle para sistemas não-lineares com atraso. No primeiro, o objetivo é controlar uma classe de sistemas incertos multivariáveis, de grau relativo unitário, com perturbações não-lineares descasadas dependentes do estado, e com atraso incerto e variante no tempo em relação ao estado. No segundo, deseja-se controlar uma classe de sistemas monovariáveis, com parâmetros conhecidos, grau relativo arbitrário, atraso arbitrário conhecido e constante na saída. Admitindo-se que o atraso na entrada pode ser deslocado para a saída, então, o segundo esquema de controle pode ser aplicado a sistemas com atraso na entrada. Os controladores desenvolvidos são baseados no controle por modo deslizante e realimentação de saída, com função de modulação para a amplitude do sinal de controle. Além disso, observadores estimam as variáveis de estado não-medidas. Em ambos os esquemas de controle propostos, garante-se propriedades de estabilidade globais do sistema em malha fechada. Simulações ilustram a eficácia dos controladores desenvolvidos. / Two control schemes for nonlinear time-delay systems are proposed in this thesis. The purpose of the first scheme is to control a class of uncertain multivariable systems, with relative degree one, nonlinear unmatched state dependent disturbances, and uncertain time-varying state delay. The purpose of the second scheme is to control a class of single-input-single-output systems, with known parameters, arbitrary relative degree, with constant and known arbitrary output delay. Assuming that input delays can be transferred to the output, so the second scheme can be applied to systems with input time-delay. The developed controllers are based on sliding mode control and output feedback, with modulation function to the control signal amplitude. Furthermore, observers estimate unmeasured state variables. In both schemes, global stability properties of the closed loop system are guaranteed. Simulations illustrate the effectiveness of the proposed approaches.
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Controle por modo deslizante para sistemas não-lineares com atraso. / Sliding mode control for nonlinear systems with time delay.Camila Lobo Coutinho 04 May 2012 (has links)
Nesta Dissertação são propostos dois esquemas de controle para sistemas não-lineares com atraso. No primeiro, o objetivo é controlar uma classe de sistemas incertos multivariáveis, de grau relativo unitário, com perturbações não-lineares descasadas dependentes do estado, e com atraso incerto e variante no tempo em relação ao estado. No segundo, deseja-se controlar uma classe de sistemas monovariáveis, com parâmetros conhecidos, grau relativo arbitrário, atraso arbitrário conhecido e constante na saída. Admitindo-se que o atraso na entrada pode ser deslocado para a saída, então, o segundo esquema de controle pode ser aplicado a sistemas com atraso na entrada. Os controladores desenvolvidos são baseados no controle por modo deslizante e realimentação de saída, com função de modulação para a amplitude do sinal de controle. Além disso, observadores estimam as variáveis de estado não-medidas. Em ambos os esquemas de controle propostos, garante-se propriedades de estabilidade globais do sistema em malha fechada. Simulações ilustram a eficácia dos controladores desenvolvidos. / Two control schemes for nonlinear time-delay systems are proposed in this thesis. The purpose of the first scheme is to control a class of uncertain multivariable systems, with relative degree one, nonlinear unmatched state dependent disturbances, and uncertain time-varying state delay. The purpose of the second scheme is to control a class of single-input-single-output systems, with known parameters, arbitrary relative degree, with constant and known arbitrary output delay. Assuming that input delays can be transferred to the output, so the second scheme can be applied to systems with input time-delay. The developed controllers are based on sliding mode control and output feedback, with modulation function to the control signal amplitude. Furthermore, observers estimate unmeasured state variables. In both schemes, global stability properties of the closed loop system are guaranteed. Simulations illustrate the effectiveness of the proposed approaches.
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[pt] CONTROLE POR MODOS DESLIZANTES DE ROBÔS COM UMA E MÚLTIPLAS PERNAS / [en] SLIDING MODE CONTROL FOR SINGLE- AND MULTI-LEGGED ROBOTSGUILHERME NERI DE SOUZA 18 May 2021 (has links)
[pt] Nos últimos anos, os robôs móveis com pernas têm despertado o
interesse da comunidade robótica, pois tais mecanismos apresentam maior
versatilidade em relação aos robôs móveis de rodas e aéreos. Neste trabalho,
o autor considera o problema de modelagem e projeto de controle robusto
para uma classe de robôs móveis com pernas usando a abordagem de
controle por modos deslizantes. Um estudo comparativo entre um algoritmo
de planejamento baseado em técnicas de Fourier e controladores via modo
deslizante é apresentado para o problema de estabilização de um robô móvel
saltitante na fase de vôo. O autor também propõe a estabilização da postura
de robôs móveis multipernas, como hexapod e robô bípede, utilizando duas
abordagens de controle diferentes, o controle de regulação Cartesiana e o
controle via modos deslizantes. A teoria de estabilidade de Lyapunov é usada
para demonstrar as propriedades de estabilidade dos sistemas de controle em
malha-fechada. Simulações numéricas em ambiente de simulação MATLAB
e simulações computacionais em Gazebo, um simulador robótico 3D de
código aberto, são incluídas para ilustrar o desempenho e a viabilidade
da metodologia proposta. / [en] In the last years, legged mobile robots have increased the interest of
the robotics community because such mechanisms have higher versatility
compared to wheeled and aerial mobile robots. These characteristics make
robot with legs a viable solution for rescue and monitoring operations
in irregular terrains and difficult to access locations. Although singlelegged
or multi-legged mechanisms can transverse any terrain, some of their
disadvantages are higher complexity in modelling and control design and
higher power consumption. In this work, the author considers the problem
of modelling and robust control design for a class of legged mobile robots
using the sliding mode control approach. A comparative study between a
planning algorithm based on Fourier techniques and sliding mode controllers
is presented for the stabilization problem of a hopping robot in flight
phase. The author also proposes the stabilization of the posture of multilegged
mobile robots such as, hexapod and biped robot, using two different
control approaches, the Cartesian regulation control and the sliding mode
control. The Lyapunov stability theory is used to demonstrate the stability
properties of the closed-loop control systems. Numerical simulations in
MATLAB simulation software and computer simulations in Gazebo, an
open-source 3D robotic simulator, are included to illustrate the performance
and feasibility of the propose methodology.
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