Esta tese de doutorado propõe um controlador preditivo robusto tipo finite control set aplicado ao controle das potências do gerador de indução duplamente alimentado. Desta forma, a proposta possui dois membros do vetor tensão predita do rotor, sendo que o primeiro termo calcula a tensão considerando as referências de corrente do rotor e o segundo é projetado considerando os erros devido à estimação dos parâmetros da máquina. Os referidos erros devido a variações de parâmetros são modelados como alterações na corrente do rotor. O vetor de tensão a ser fornecido ao rotor da máquina é selecionado através da minimização de uma função custo. Os resultados obtidos na simulação computacional e em bancada experimental confirmam o desempenho do controlador proposto. / This Ph.D. thesis proposes a robust predictive controller type finite control set applied to control of the powers at doubly fed induction generator. In this way, the proposal has two members of the predicted voltage vector of the rotor, the first term calculating the voltage considering the rotor references current and the second one is projected considering the errors due to the estimation of the machine parameters. The errors due to variations parameter are modeled as changes in the rotor current. The voltage vector to be supplied to the machine rotor is selected by minimizing a cost function. The results obtained in the computational simulation and experimental bench confirm the performance of the proposed controller.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-28T23:11:21Z No. of bitstreams: 1 MARCOS BATISTA KETZER – TESE (PPGEEI) 2017.pdf: 19636979 bytes, checksum: 464380f92f3fb477252ab2b6f6cd2655 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T23:11:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCOS BATISTA KETZER – TESE (PPGEEI) 2017.pdf: 19636979 bytes, checksum: 464380f92f3fb477252ab2b6f6cd2655 (MD5) Previous issue date: 2017-01-30 / Esta tese de doutorado apresenta as contribuições realizadas no desenvolvimento de controladores eletrônicos modulados por largura de pulso para compensadores estáticos de potência aplicados na mitigação de. componentes harmônicas de tensão e corrente. Entre as novidades das técnicas aqui apresentadas, destacam-se as seguintes características: maior integração viabilizada pela redução do número de sensores para operação, e projeto robusto, considerando modelagem e sintonia, otimizando tolerância às incertezas e imunidade ao ruído nas malhas de realimentação. As soluções apresentadas contribuem para redução de custos de fabricação, assim como manutenção dos equipamentos, uma vez que o conjunto de componentes eletrônicos necessários na composição do equipamento é reduzida. Dentro do apresentado contexto, esta tese é dividida em três partes, agrupando um conjunto de contribuições distintas em cada caso, exploradas com diferentes topologias de circuitos. Na primeira e segunda parte são apresentadas duas soluções de controladores sensorless, o primeiro baseado na orientação dos sinais, e o segundo baseado na modulação. Enquanto a primeira e segunda parte focam na realização digital dos controladores, na terceira parte é apresentada uma solução em circuito integrado analógico-misturado, com potencial aplicação em sistemas de alta densidade. Também na terceira parte é discutida uma solução considerando circuitos de gerenciamento de energia com dois estágios de conversão. A fim de demonstrar a viabilidade técnica das contribuições, simulações numéricas e resultados experimentais obtidos em laboratório a partir de protótipos são apresentados. Análises da operação em regime permanente e transitórios são discutidos, mostrando que um desempenho satisfatório e estável é obtido através das técnicas propostas. / This doctoral dissertation presents a set of contributions considering the development of pulse width modulated electronic controllers for static power compensators, applied in the mitigation of harmonic components of voltage and current. Among the novelties of the presented techniques, the following charact.eristics are highlighted: greater integration made possible with the reduction of the number of sensors, and robust design, considering the modeling and tuning, optimizing the tolerance for uncertainties and noise immunity in the feedback schemes. The presented solutions contribute for the reduction of manufacturing costs, since the set of electronic components for the equipment composition is reduced. In the presented context, this thesis is divided in three parts, grouping a set of distinct contributions in each case, which is explored with different circuit topologies. In the first and second parts two main solutions for sensorless controllers are presented, the first based in the signals orientations, and the second in the modulation. Whereas the first and second part focuses on the digital realization of the controllers, the third part presents an analog-mixed integrated circuit solution, with potential applications in high-density systems. In addition, the third part discusses a solution considering power management circuits with two-stage conversion. In order to demonstrate the technical feasibility of the presented contributions, numerical simulations and experimental results obtained through laboratory prototypes are presented. Analysis of the steady-state regime and transients are discussed, showing that a satisfactory performance is obtained through the proposed techniques.

O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de controladores robustos baseados no princípio do modelo interno, em referenciais síncrono e estacionário, para aplicação ao estágio de saída de uma fonte ininterrupta de energia (UPS) a fim de minimizar a distorção na tensão de saída causada pela conexão de cargas não lineares balanceadas e desbalanceadas. A formulação em referencial estacionário (abc) é realizada através da aplicação de controladores com múltiplos modos ressonantes, a fim de se estabelecer erro nulo ao seguimento de referência senoidal e rejeição de distúrbios na tensão de saída devido às correntes com elevado conteúdo harmônico drenadas pelas cargas. Além disso, o controle é formulado em referencial síncrono (dq0) utilizando controladores Proporcional-Integral (PI) convencionais muito difundidos na maioria das aplicações comerciais de UPS. O projeto de ambos controladores é realizado utilizando uma metodologia de controle robusto com realimentação de estados, onde os parâmetros dos controladores são determinados através da resolução de um problema de otimização convexa sujeito a um conjunto de restrições na forma de desigualdades matriciais lineares (LMI). Uma análise comparativa de desempenho é realizada entre controladores com um modo ressonante (sintonizado na fundamental) e o PI em dq0, pois apresentam estruturas funcionalmente equivalentes sob a ótica do princípio do modelo interno aplicada a seus respectivos referenciais. Além do mais, demonstra-se a melhoria no desempenho com o uso dos controladores múltiplo ressonantes em referencial estacionário onde escolhe-se as frequências de ressonância de cada modo de maneira a suprimir os efeitos de harmônicas específicas na tensão de saída da UPS. A análise comparativa entre os controladores propostos é realizada através de simulações numéricas, utilizando os procedimentos de ensaio dinâmico e estático e as exigências estabelecidas pela norma internacional IEC 62040-3. / The main objective of this work is the development of robust controllers based on the internalmodel principle, in synchronous and stationary frames, applied to the output stage of an uninterruptible power supply (UPS), in order to minimize the output voltage distortion caused by the connection of balanced and unbalanced nonlinear loads. The formulation in stationary abc-frame is accomplished through the aplication of a multiple resonant controller, so that, it is possible to achieve zero-error tracking of the sinusoidal reference and disturbances rejection on the output voltage due to the high amount of harmonic currents drained by the loads. Moreover, a controller in synchronous reference frame (dq0 axis) is formulated through the application of conventional Proportional-Integral (PI) controllers which are widely used in comercial UPS applications. The design of both controllers is formulated using a state-feedback robust controlmethod, in which the controller parameters are determined by solving a convex optimization problem subject to a set of LMI constraints. A comparative analysis on the performance of the single-mode resonant controller (tuned at the fundamental frequency) and the PI controller is performed, because these controllers are functionally equivalent in the sense of the internal model principle applied to their respective frames. Furthermore, the improvement in performance is demostrated with the use of multiple resonant controllers in stationary abc-frame where the resonance frequencies are chosen to suppress the effects of a specific harmonic in the UPS output voltage. The comparative analysis of the proposed controllers is performed through numerical simulations, making use of the dynamical and steady-state test methods and performance requirements defined by the IEC 62040-3 international stardard.

Este trabalho apresenta um estudo da discretização de controladores ressonantes aplicados a fontes ininterruptas de energia (UPSs, do termo em inglês, Uninterruptible Power Suppllies). Primeiramente, diferentes métodos de discretização serão considerados na obtenção de um modelo em tempo discreto da UPS. Além disso, estes métodos serão comparados do ponto de vista frequencial para a definição da formulação do controlador ressonante a ser utilizado. Então, uma metodologia de projeto robusto do controlador ressonante em tempo discreto é proposta a partir de uma representação em espaço de estados do sistema em malha fechada e os parâmetros do controlador são obtidos através da solução de um problema de otimização convexa sujeito a restrições na forma de Desigualdades Matriciais Lineares (do inglês, Linear Matrix Inequalities - LMIs). A estratégia proposta foi validada por meio de resultados de simulação e experimentais obtidos com um inversor comercial de 3,5 kVA considerando os critérios estabelecidos na norma IEC 62040-3. Nestas condições, demonstrara-se um desempenho melhor do que os obtidos com a discretização do controlador projetado em tempo contínuo, sobretudo quando consideradas frequências de amostragem menores. / This work presents a study about discrete-time resonant controllers applied to uninterruptible power supplies (UPSs). First, different discretization methods are considered to obtain an equivalent UPS discrete-time model. Moreover, these methods are compared in the frequency domain in order to define the resonant controller structure to be employed. Then, a robust design methodology to the discrete-time resonant controller is proposed using a state-space representation of the closed-loop system and the controller parameters are obtained by solving a convex optimization problem subject to constraints in the form of Linear Matrix Inequalities (LMIs). The proposed strategy was validated by means of simulation and experimental results obtained with a 3.5 kVA commercial inverter taking into account the IEC 62040-3 norm requirements. In this conditions, a better performance was achieved than those obtained through discretization of a continuous-time controller, especially when considering smaller sampling frequencies.

Orientador: Prof. Dr. Victor Augusto Fernandes de Campos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2017. / Este trabalho apresenta uma aplicação das Desigualdades Matriciais Lineares (ou Linear Matrix Inequalities, ou ainda LMI), para o controle robusto de uma aeronave F-16, através de um algoritmo que garante o fator de amortecimento para o sistema em malha fechada. É apresentada a modelagem dinâmica do sistema em questão com base no estado da arte e são apresentados dois modelos simplificados para realização da aplicação dessa teoria de controle. Os resultados dos testes mostram que os ajustes de zero e ganho são suficientes para garantir desempenho e estabilidade robusta com relação a diversos pontos de operação pré-definidos. Essa é uma das principais características das LMI¿s, que são ferramentas matemáticas amplamente aplicadas em teoria de controle, que possibilitam o tratamento simultâneo de vários requisitos de desempenho e robustez. A técnica utilizada é a de alocação de pólos, que tem como objetivo alocar os pólos do sistema em malha fechada em uma região específica do plano complexo. Resultados dos testes utilizando os modelos dinâmicos lateral e longitudinal da aeronave F-16 são apresentados, discutidos e comparados. / This work presents an application of Linear Matrix Inequalities (LMI) for the robust control of an F-16 aircraft through an algorithm that ensures the damping factor for the closed-loop system. It shows the dynamic modeling of the system in question based on the state of the art and presents two simplified models to perform the application of control theory. The test results show that the zero and gain settings are sufficient to ensure robust performance and stability with regard to several pre-defined operating points. This is one of the main characteristics of LMI¿s, which are mathematical tools widely applied in control theory, which allow the simultaneous treatment of several performance and robustness requirements. The technique used is the pole placement, which aims to allocate the system closed-loop poles in a specific region of the complex plane. Results of tests using the dynamic lateral and longitudinal models of F-16 aircraft are presented and discussed and compared.

Submitted by TIAGO VERONESE ORTUNHO null (tiagoveronese@yahoo.com.br) on 2016-02-12T15:21:25Z No. of bitstreams: 1 dissertação_Tiago Veronese Ortunho.pdf: 9888051 bytes, checksum: daa0017b5f72b209761888978c268823 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-15T11:22:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ortunho_tv_me_ilha.pdf: 9888051 bytes, checksum: daa0017b5f72b209761888978c268823 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-15T11:22:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ortunho_tv_me_ilha.pdf: 9888051 bytes, checksum: daa0017b5f72b209761888978c268823 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Nesta dissertação apresentam-se o princípio de funcionamento do motor de indução trifásico em regime permanente abordando os ensaios necessários para obtenção de seus parâmetros e as diferentes possibilidades de variação de velocidade. A partir disso, efetuou-se uma análise da modelagem dinâmica do motor, enfocando nas transformações de eixos, além de analisar os tipos de controle, escalar, vetorial direto e indireto (orientado pelo fluxo do rotor, pelo fluxo do estator e pelo fluxo do entreferro) e o controle direto de torque. Também se abordou os conversores CC - CA utilizados para o acionamento do motor de indução trifásico, juntamente com suas principais metodologias de modulação. Fez-se uma revisão do estado da arte dos sistemas de acionamento e controle mais estudados nos últimos anos sobre o assunto. Após, estudou-se os conceitos de estabilidade quadrática proposto por Lyapunov, juntamente com o controle H∞, os quais foram a base para o desenvolvimento de controladores robustos projetados no trabalho com desigualdade matriciais lineares (em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs)). Desenvolveram-se cinco tipos de controladores robustos com LMIs: o robusto, com taxa de decaimento (para sigma 1 e 10), H∞, H∞ com D-Estabilidade e H∞ com D-Estabilidade e realimentação da integral do erro de saída sendo que em todos o motor de indução trifásico foi orientado pelo fluxo do rotor. Os controladores foram projetados para quatro diferentes configurações, sendo considerados, primeiro caso - variação da velocidade (5 rad/s até a nominal); segundo caso - variação da velocidade e incerteza na resistência rotórica (3%); terceiro caso - variação na velocidade e incerteza na constante de tempo do rotor (5%); quarto caso - variação na velocidade e incertezas na constante de tempo do rotor (15%) e do estator (10%). Em todos os controladores projetados foram analisadas a resposta no tempo das saídas para uma entrada degrau unitário de distúrbio do torque de carga. Esta análise objetivou avaliar o comportamento do sistema, porém, para emular o sistema com maior fidelidade, foi montado no software Matlab/Simulink uma plataforma que contém o conjunto completo de acionamento, sistema de potência e controle, com alimentação trifásica, retificador de onda completa, barramento CC – CC, conversor CC – CA, motor de indução de indução trifásico e sensores. Esta plataforma possibilita desenvolver diversos testes no acionamento do motor de indução, além de facilitar a implementação e coleta de resultados com outras topologias de controladores. Nesta plataforma foram desenvolvidas simulações para o sistema sem carga e após 1,5 segundos aplicava-se um degrau de carga nominal no motor. Nesta plataforma analisaram-se o sistema em malha aberta com intuito de entender o comportamento do motor e, em malha fechada, foi simulado o sistema para os quatro casos de análise considerando os seis controladores robustos e o sistema com o controle clássico PI. Nas simulações foram observadas diversas formas de onda, as quais foram comparadas com os resultados do sistema em malha aberta e do controle PI. Os melhores resultados foram obtidos para os controladores H∞ com D-Estabilidade e H∞ com D-Estabilidade e realimentação da integral do erro de saída, pois, seguiram a referência de velocidade solicitada com um tempo de estabelecimento relativamente pequeno. Evidencia-se a viabilidade dos controladores e a possibilidade da implementação em bancada e ambiente industrial, os quais proporcionarão maior confiabilidade ao sistema de acionamento. / This research shows the steady state operating principle of triphasic induction motors to approach the tests necessary to obtain their parameters and different speed variation possibilities. After were performed an analysis of the dynamics of motor modeling, focusing on the transformation of axes, and analyzing the types of control, scalar, direct and indirect vector (guided by the rotor flux at the stator flux and flux air gap) and direct torque control. The converters CC – AC used to drive the induction motor are also aborded, along with their main methods of modulation. A review of the state of the art regarding the drives and control systems most studied in recent years on the subject is presented. After were studied the concepts of quadratic stability proposed by Lyapunov, together with the H∞ control, which were the basis for the development of robust controllers based on Linear Matrix Inequality (LMI). In this research were developed five types of robust controllers with LMI: the robust controller, the controller with decay rate (for sigma 1 and 10), H∞ controller, H∞ controller with D- Stability and H∞ controller with D- Stability and feedback the integral of output error, considering in all cases that the triphasic induction motor is driven by rotor flux. The controllers were designed for four different configurations and were considered the first case - the speed variation (5 rad/s up to the rated); second case - the speed variation and uncertainty in the rotor resistance (3%); third case - variations in speed and uncertainty in the rotor time constant (5%); fourth case - variations in speed and uncertainties in the rotor time constant (15%) and the stator (10%). In all researched controllers were analyzed the response time of the outputs for a unit step input load torque disturbance. This analysis aimed to evaluate system behavior, however, for a complete and rigorous analysis of the system, with greater fidelity, was set up in Matlab/ Simulink software a platform that contains the full set of drive, power and control system with three-phase power, full-wave rectifier, bus DC – DC, converter DC – AC, three-phase induction motor and sensors. This platform allows the simulation of various tests with induction motor drive, and also the implementation and result analysis using a broad class of controllers. Simulations of the system without load and considering a nominal engine load step applied after 1.5 seconds are presented. In this program were analyzed the open-loop system with the aim of understanding the motor behavior, and the closed loop system was simulated considering four cases, six robust controllers and the classic PI controller. The simulations display the waveforms of triphasic current and the line voltage of the MIT, the triggers for inverter drive, currents and voltages of the direct-axis and quadrature, the electromagnetic torque and speed. The best results were obtained for the H∞ controllers with D-Stability and H∞ with D-Stability and feedback of the integral of output error. The feedback system with this controller tracked the speed reference with a small setting time. Based on this results it is possible the application of this control technique in industrial environments.

This work presents a study of first and second order sliding mode controllers applied to permanent magnet synchronous motor.The aim is a theoretical study and an experimental implementation, using the DSP TMS320F2812 platform, of two second order sliding mode controllers. In addiction a study about the first order sliding mode is presented. The inclusion of this topic aims to provide a comparison elements, related to the performance, precision, robustness, chattering and implementation aspects. In the beginning of this work, are presented the principal concepts related to the approach of the variable structure control. Afterwards, a theoretical study about the first order sliding mode is realized. Beyond the theoretical formulation, the chattering and some techniques for your reduction are presented. Following, two second order sliding mode controllers are presented. The final half of the work presents the application of the sliding mode controllers to the permanent magnet motor. First, the theoretical studies with simulation results are presented. Subsequently, the results in the experimental setup show the viability of the controllers applications. The controllers use the current stator measurements, classical in this kind of application, and the position rotor measurement, obtained by absolute encoder. The tests to the controllers performance analysis consider errors in the system parameters and the load torque such as perturbation input. / Esta dissertação apresenta um estudo sobre a aplicação de controladores baseados na abordagem dos modos deslizantes ao motor síncrono de ímãs permanentes. O objetivo central é o estudo teórico e a implementação em bancada experimental, baseada numa plataforma DSP TMS320F2812, de dois controladores em modos deslizantes de segunda ordem. Entretanto, um estudo sobre o controle em modos deslizantes de primeira ordem também é apresentado. A inclusão deste tópico tem a finalidade de fornecer elementos de comparação no tocante ao desempenho, precisão, robustez, chattering e aspectos relacionados à implementação. Na parte inicial do trabalho, são apresentados os conceitos principais relacionados à abordagem de controle de estrutura variável. Após, um estudo teórico sobre um controlador em modos deslizantes de primeira ordem é feito. Além da formulação teórica, assuntos como chattering e formas clássicas de contornar este inconveniente são abordados. Na seqüência, são apresentados dois controladores baseados no deslizamento de segunda ordem. A metade final do trabalho trata da aplicação dos controladores em modos deslizantes ao motor síncrono de ímãs permanentes. Primeiramente, estudos teóricos com diversos resultados de simulação são apresentados. Posteriormente, resultados obtidos em bancada experimental mostram a viabilidade da aplicação destes controladores ao sistema considerado. Todos os controladores estudados utilizam medidas das correntes de estator, o que é clássico neste tipo de aplicação, e a medida posição do rotor, obtida através de um encoder absoluto. Os testes para análise do desempenho dos controladores levam em consideração erros nos parâmetros do sistema e a carga como uma entrada de perturbação.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work provides as a main contribution a procedure to design robust state feedback current controllers applied to inverters connected to the grid by means of LCL filters, providing results which comply with performance requirements from the IEEE Standard 1547. First, the plant is modeled in the state space and discretized including a delay of one sample from the control signal implementation, and including in the augmented system a set of resonant controllers of arbitrary dimension. The uncertainty on the grid inductance is modeled, leading to a polytopic description of the augmented system. A state feedback controller is then used. The gains of this controller are determined by means of conditions based on linear matrix inequalities, which ensure the location of the eigenvalues in circular region inside the unit circle for the closed-loop system. The simulation results with this controller in the time domain and also in the frequency domain indicate good transient and steady state performances, tracking of sinusoidal reference and rejection of harmonics from the grid. The simulation results are corroborated experimentally, using a digital signal processor for the implementation of the control law. An example of design of a non robust controller, designed for a nominal value of the grid inductance, is presented, showing that this controller leads to instability for values of grid inductance different from the nominal, which emphasizes the importance of the use of robust controllers for this application. Also is presented a performance analysis based on the H1 norm that illustrates the effect of parametric uncertainties on the closed-loop disturbance rejection capacity. An extension for the control of three-phase inverters are presented. The three-phase robust controller is validated by means of simulations and experimental results similar with the results obtained for the single-phase case. / Este trabalho traz como principal contribuição um procedimento de projeto de controladores de corrente robustos por realimentação de estados aplicados a inversores conectados à rede por meio de filtro LCL, fornecendo resultados que cumprem exigências de desempenho da norma IEEE Standard 1547. Primeiramente, a planta é modelada no espaço de estados e discretizada, incluindo um atraso de uma amostra na implementação do sinal de controle, e um conjunto de controladores ressonantes de dimensão arbitrária. A incerteza na indutância da rede é modelada, levando a uma descrição politópica do sistema. Um controlador por realimentação de estados é então utilizado. Os ganhos deste controlador são calculados por meio de condições baseadas em desigualdades matriciais lineares, que garantem a alocação dos autovalores de malha fechada em regiões circulares dentro do círculo de raio unitário. Os resultados de simulação deste controlador indicam bom desempenho em transitórios e em regime permanente, rastreamento da referência senoidal e rejeição de harmônicas da rede. Os resultados de simulação são comprovados experimentalmente, utilizando um processador digital de sinais para implementação da lei de controle. Um exemplo de projeto de um controlador não robusto, projetado para um valor nominal da indutância da rede, é apresentado, mostrando que este controlador leva à instabilidade para valores de indutância de rede diferentes do nominal, o que reforça a importância do uso de controladores robustos. Também é apresentada uma análise de desempenho utilizando a norma H1 para ilustrar o efeito de incertezas paramétricas na capacidade de rejeição de distúrbios do sistema em malha fechada. Uma extensão para o controle de inversores trifásicos é realizada. O controlador robusto trifásico é validado por meio de simulações e resultados experimentais semelhantes aos obtidos para o caso monofásico, indicando a viabilidade da técnica também para o caso multivariável.

Orientador: José Paulo Fernandes Garcia / Resumo: Este trabalho apresenta uma análise do motor de indução trifásico (MIT), que é um dos motores mais utilizados em aplicações industriais, e de diferentes metodologias de controle de velocidade aplicadas para este tipo de motor. A princípio realizou-se um estudo do funcionamento do MIT sem nenhum tipo de controle, para somente depois analisar-se tanto técnicas clássicas e já bastante difundidas no controle deste tipo de máquina como também um tipo específico de controlador robusto, a fim de utilizá-lo para substituir os controladores clássicos na intenção de obter-se um desempenho superior. O controlador robusto escolhido foi do tipo com Estrutura Variável e Modos Deslizantes (CEV-MD). Este trabalho foca no estudo do Controle Vetorial Indireto com Orientação sobre o Fluxo do Rotor, sendo utilizados juntamente deste método um controlador clássico (do tipo PI, Proporcional Integral) e o controlador robusto projetado (do tipo CEV-MD), no intuito de realizar-se uma comparação entre o desempenho dos dois controladores mediante diferentes condições de operação, incluindo-se variação de parâmetros do motor e falhas de queda de tensão nos terminais da máquina. Todos os estudos e projetos resultaram em um conjunto de simulações no ambiente MATLAB/Simulink, a partir das quais constatou-se que o controlador robusto projetado apresentou um desempenho um pouco superior ao do PI, tanto no controle da velocidade quanto em relação a tolerar as falhas de queda de tensão. / Mestre

Neste trabalho são estudados problemas de controle correspondentes à análise de desempenho e síntese de controladores para bom desempenho no sentido da norma de sistemas sujeitos a perturbações não-paramétricas e limitadas na norma . Inicialmente é considerado o problema de análise de desempenho de um dado controlador que assegure a estabilidade de um sistema sujeito a estas perturbações. O índice de desempenho utilizado é o chamado pior-caso . Dada a dificuldade de resolução do correspondente problema não-convexo , são formulados problemas de otimização convexa em espaços de funções cujas soluções são limitantes superiores para o pior-caso . A seguir, mostra-se que quando as variáveis de decisão são confinadas a subespaços de dimensão finita, estes problemas podem ser formulados em termos de problemas de otimização linear em espaços euclidianos com restrições definidas por desigualdades matriciais lineares (LMIs). Com base nos limitantes obtidos, podem ser formulados procedimentos de síntese de controladores, que consistem essencialmente em procedimentos do tipo D-K iteration para problemas de minimização com respeito a multiplicadores e controladores robustamente estabilizantes. Utilizando a parametrização de Youla destes controladores, mostra-se que, para um dado conjunto de multiplicadores, quando o parâmetro de Youla é confinado a um subespaço de dimensão finita, as formulações para síntese também são equivalentes a problemas de otimização linear em espaços euclidianos, com restrições definidas por LMIs. Em ambos os casos (análise e síntese) são sugeridos heurísticas para a modificação iterativa dos subespaços aos quais as variáveis de decisão serão confinadas. A mesma metodologia utilizada para os problemas de controle robusto aqui considerados, pode ser aplicada a problemas de filtragem robusta. Neste caso, devido ao fato de se tratar de sistemas em malha aberta, não há necessidade de procedimentos do tipo D-K iteration. In this work, performance analysis and control synthesis for good performance are studied for systems subject to non-parametric perturbations which satisfy a prescribed norm bound. First, the performance analysis problem is considered for a given controller that ensures robust stability in presence of such perturbations.. The performance index used is the so-called worst-case index. Due to the the character of the correspondent non-convex problem, convex optimization problems in function spaces are formulated whose solutions are upper bounds on the worst-case index. Next, it is shown that when the decision variables are confined to finite dimensional subspaces, these problems can be formulated in terms of linear optimization problems in euclidean spaces with constraints defined by linear matrix inequalities (LMIs). On the basis of the upper bounds obtained, procedures for controller synthesis can be formulated, which consist of a D-K iteration procedure for minimization problems with respect to multipliers and robust satabilizing controllers. Using the Youla parametrization of these controllers, for a given set of multipliers it is shown that when the Youla parameter is confined to finite dimensional subspace, the synthesis formulations are equivalent to linear optimization problems in euclidean spaces with constraints defined by LMIs. In both the cases (analysis and synthesis) heuristics to iterative modify the confining subspaces are suggested. An approach analogous to the one robust problems was applied to robust filtering problems leading to similar results. It is worth noting that in this case, due to the fact that only open-loop systems are involved, the correspondent synthesis procedures do not require D-K itearation.. / In this work, performance analysis and control synthesis for good performance are studied for systems subject to non-parametric perturbations which satisfy a prescribed norm bound. First, the performance analysis problem is considered for a given controller that ensures robust stability in presence of such perturbations.. The performance index used is the so-called worst-case index. Due to the the character of the correspondent non-convex problem, convex optimization problems in function spaces are formulated whose solutions are upper bounds on the worst-case index. Next, it is shown that when the decision variables are confined to finite dimensional subspaces, these problems can be formulated in terms of linear optimization problems in euclidean spaces with constraints defined by linear matrix inequalities (LMIs). On the basis of the upper bounds obtained, procedures for controller synthesis can be formulated, which consist of a D-K iteration procedure for minimization problems with respect to multipliers and robust satabilizing controllers. Using the Youla parametrization of these controllers, for a given set of multipliers it is shown that when the Youla parameter is confined to finite dimensional subspace, the synthesis formulations are equivalent to linear optimization problems in euclidean spaces with constraints defined by LMIs. In both the cases (analysis and synthesis) heuristics to iterative modify the confining subspaces are suggested. An approach analogous to the one robust problems was applied to robust filtering problems leading to similar results. It is worth noting that in this case, due to the fact that only open-loop systems are involved, the correspondent synthesis procedures do not require D-K itearation..