Esta tese aborda o problema de regulação para sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos de tempo discreto com matrizes de transição incertas. Considera-se que as incertezas são limitadas em norma e os estados da cadeia de Markov podem não ser completamente observados pelo controlador. No cenário com observação completa dos estados, a solução é deduzida com base em um funcional quadrático dado em termos das probabilidades de transição incertas. Enquanto que no cenário sem observação, a solução é obtida por meio da reformulação do sistema Markoviano como um sistema determinístico, independente da cadeia de Markov. Três modelos são propostos para essa reformulação: um modelo é baseado no primeiro momento do sistema Markoviano, o segundo é obtido a partir da medida de Dirac e resulta em um sistema aumentado, e o terceiro fornece um sistema aumentado singular. Os reguladores recursivos robustos são projetados a partir de critérios de custo quadrático, dados em termos de problemas de otimização restritos. A solução é derivada da técnica de mínimos quadrados regularizados robustos e apresentada em uma estrutura matricial. A recursividade é estabelecida por equações de Riccati, que se assemelham às soluções dos reguladores clássicos, para essa classe de sistemas, quando não estão sujeitos a incertezas. / This thesis deals with regulation problem for discrete-time Markovian jump linear systems with uncertain transition matrix. The uncertainties are assumed to be normbounded type. The states of the Markov chain can not be completely observed by the controller. In the scenario with complete observation of the states, the solution is deduced based on a quadratic functional given in terms of uncertain transition probabilities. While in the scenario without observation, the solution is obtained from reformulation of the Markovian system as a deterministic system, independent of the Markov chain. Three models are proposed for the reformulation process: a model is based on the first moment of the Markovian system, the second is obtained from Dirac measure which results in an augmented system, and the third provides a singular augmented system. Recursive robust regulators are designed from quadratic cost criteria given in terms of constrained optimization problems. The solution is derived from the robust regularized least-square approach, whose framework is given in terms of a matrix structure. The recursiveness is established by Riccati equations which resemble the solutions of standard regulators for this class of systems, when they are not subject to uncertainties.

Esta tese aborda o problema de regulação para sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos de tempo discreto com matrizes de transição incertas. Considera-se que as incertezas são limitadas em norma e os estados da cadeia de Markov podem não ser completamente observados pelo controlador. No cenário com observação completa dos estados, a solução é deduzida com base em um funcional quadrático dado em termos das probabilidades de transição incertas. Enquanto que no cenário sem observação, a solução é obtida por meio da reformulação do sistema Markoviano como um sistema determinístico, independente da cadeia de Markov. Três modelos são propostos para essa reformulação: um modelo é baseado no primeiro momento do sistema Markoviano, o segundo é obtido a partir da medida de Dirac e resulta em um sistema aumentado, e o terceiro fornece um sistema aumentado singular. Os reguladores recursivos robustos são projetados a partir de critérios de custo quadrático, dados em termos de problemas de otimização restritos. A solução é derivada da técnica de mínimos quadrados regularizados robustos e apresentada em uma estrutura matricial. A recursividade é estabelecida por equações de Riccati, que se assemelham às soluções dos reguladores clássicos, para essa classe de sistemas, quando não estão sujeitos a incertezas. / This thesis deals with regulation problem for discrete-time Markovian jump linear systems with uncertain transition matrix. The uncertainties are assumed to be normbounded type. The states of the Markov chain can not be completely observed by the controller. In the scenario with complete observation of the states, the solution is deduced based on a quadratic functional given in terms of uncertain transition probabilities. While in the scenario without observation, the solution is obtained from reformulation of the Markovian system as a deterministic system, independent of the Markov chain. Three models are proposed for the reformulation process: a model is based on the first moment of the Markovian system, the second is obtained from Dirac measure which results in an augmented system, and the third provides a singular augmented system. Recursive robust regulators are designed from quadratic cost criteria given in terms of constrained optimization problems. The solution is derived from the robust regularized least-square approach, whose framework is given in terms of a matrix structure. The recursiveness is established by Riccati equations which resemble the solutions of standard regulators for this class of systems, when they are not subject to uncertainties.

Orientador: Edvaldo Assunção / Resumo: Neste trabalho são propostas metodologias com base na teoria de estabilidade segundo Lyapunov para projetar controladores gain scheduling usando realimentação de estado ou derivativa e o conceito de D-estabilidade. As condições de projeto são dadas por desigualdades matriciais lineares (do inglês, Linear Matrix Inequalities - LMIs). A metodologia é aplicada em sistemas lineares sujeitos a parâmetros variantes no tempo (do inglês, Linear Parameter Varying - LPV). A utilização do Lema de Finsler eliminou a necessidade de inverter uma matriz literal para projetar o ganho de realimentação. Com o objetivo de satisfazer requisitos práticos, foi feito uso da restrição de D-estabilidade no projeto de um controlador para um sistema de suspensão ativa. A implementação prática mostra a eficiência da metodologia proposta. / Abstract: In this work are proposed methologies based on Lyapunov stability theory for designing gain scheduling controller using state-derivative feedback or state feedback and considering D-stability constraint. The design conditions are given by Linear Matrix Inequalities. The methodology is applied on system with time-variant parameter. The use of Finsler’s Lemma eliminated the problem of inverting a symbolic matrix to calculate the feedback gain. The theory of D-stability allowed to get implementable controllers for an active suspension system. The practical implementation showed the efficiency of the proposed methodology. / Mestre

Submitted by MARIO ROLANDO RODRIGUEZ CADALSO null (mario.cadalso@gmail.com) on 2017-07-12T16:08:35Z No. of bitstreams: 1 Tese_Final.pdf: 2137231 bytes, checksum: 15875414251123bb7429e0efb684604c (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-07-14T17:05:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodriguez_cadalso_mr_me_ilha.pdf: 2137231 bytes, checksum: 15875414251123bb7429e0efb684604c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T17:05:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodriguez_cadalso_mr_me_ilha.pdf: 2137231 bytes, checksum: 15875414251123bb7429e0efb684604c (MD5) Previous issue date: 2016-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho são propostas metodologias com base na teoria de estabilidade segundo Lyapunov para projetar controladores gain scheduling usando realimentação de estado ou derivativa e o conceito de D-estabilidade. As condições de projeto são dadas por desigualdades matriciais lineares (do inglês, Linear Matrix Inequalities - LMIs). A metodologia é aplicada em sistemas lineares sujeitos a parâmetros variantes no tempo (do inglês, Linear Parameter Varying - LPV). A utilização do Lema de Finsler eliminou a necessidade de inverter uma matriz literal para projetar o ganho de realimentação. Com o objetivo de satisfazer requisitos práticos, foi feito uso da restrição de D-estabilidade no projeto de um controlador para um sistema de suspensão ativa. A implementação prática mostra a eficiência da metodologia proposta. / In this work are proposed methologies based on Lyapunov stability theory for designing gain scheduling controller using state-derivative feedback or state feedback and considering D-stability constraint. The design conditions are given by Linear Matrix Inequalities. The methodology is applied on system with time-variant parameter. The use of Finsler’s Lemma eliminated the problem of inverting a symbolic matrix to calculate the feedback gain. The theory of D-stability allowed to get implementable controllers for an active suspension system. The practical implementation showed the efficiency of the proposed methodology.