Nesta Dissertação, ée apresentado um procedimento de projeto de leis de controle de vôo de aeronaves utilizando o Controle à Estrutura Variável ou Controle por Modos Deslizantes, levando em consideração robustez a incertezas paramétricas e redução de chattering. ÉE apresentada uma revisão sobre a utilização do Controle à Estrutura Variável no projeto de leis de controle de vôo de aeronaves; uma revisão dos principais conceitos do Controle à Estrutura Variável; uma apresentação de conceitos matemáticos e de Controle considerados no procedimento de projeto; a definição da função de chaveamento, das condições de alcance e do vetor de controle à estrutura variável considerados; o procedimento de projeto propriamente dito e a aplicação do mesmo no projeto de uma lei de controle para a dinâmica longitudinal de uma aeronave hipersônica genérica. O procedimento de projeto ée realizado a partir de abordagens teóricas claras (que definem procedimentos para ajuste do controlador a partir de parâmetros de desempenho) e procedimentos de cálculo numérico diretos. No exemplo desenvolvido, todas as exigências impostas ao controle, incluindo robustez de desempenho e estabilidade a incertezas paramétricas e eliminação de chattering, são satisfeitas.

Para aeronaves comerciais, considerando a carga de trabalho do piloto, a aproximação e o pouso são fases críticas, sendo responsáveis por uma grande parcela dos acidentes aéreos. Com o advento da tecnologia "fly-by-wire", que está se consolidando para novos projetos dentro do meio aeronáutico, é possível implementar leis de controle de maneira a aumentar a eficiência aerodinâmica da aeronave, melhorar a qualidade de vôo, diminuir a carga de trabalho do piloto, e como conseqüência aumentar a segurança. Este trabalho tem como objetivo projetar e analisar diferentes conceitos de leis de controle para as fases de aproximação e arredondamento, bem como a transição entre as mesmas. Procura-se minimizar o número de sensores exigidos para implementação a fim de reduzir o custo e a complexidade do sistema de aumento de controle e estabilidade (CSAS, do inglês "Control and Stability Augmentation System") da aeronave. Os controladores são projetados através de Métodos Algoritmicos, de maneira que atendam diversos critérios de qualidade de vôo da literatura. Os resultados obtidos são validados através de simulações não-lineares de um modelo de aeronave. Nestas simulações são incluídos modelos de efeito solo, perturbações atmosféricas e dinâmicas adicionais de atrasos provocadas por sensores, digitalização de sinais, processamento e atuadores. É feito também o projeto de um controlador LQG/LTR para efeitos comparativos.

As características de um sistema podem variar ao longo do seu envelope operacional. Este fato gera um grande desafio para projetos de controle realizados com base em uma planta de referência. Portanto, para projetar uma lei de controle que atenda aos requisitos de projeto em todo o envelope operacional do sistema, normalmente, recorre-se ao escalonamento de ganhos. Uma interessante alternativa é o Quantitative Feedback Theory (QFT), técnica de controle robusto que é, principalmente, caracterizada por considerar, desde o início do projeto, as incertezas de modelagem do sistema, causadas ou por variações nos próprios parâmetros do sistema ou por perturbações externas ao mesmo. O projeto por esta técnica de controle é realizado no domínio da freqüência e considera requisitos de rastreamento de performance, de atenuação de distúrbios, de estabilidade, entre outros. Neste trabalho aplica-se esta técnica de controle no projeto de um sistema automático de aproximação e pouso para uma aeronave de passageiros de médio peso. Foi escolhido um conjunto de diferentes pontos de operação dentro do envelope de vôo com o objetivo de projetar uma única lei de controle capaz de atender aos requisitos para todo o conjunto de pontos escolhidos. A validação do projeto ocorreu através da simulação de uma manobra automática de aproximação e pouso realizada para todos os pontos de operação e foi possível mostrar que o QFT é uma técnica promissora para projetos de controle em sistemas de comandos de vôo.

O trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma lei de controle longitudinal de proteção de envelope de voo, limitando o ângulo de ataque a fim de evitar o estol. A arquitetura básica do controle de ângulo de ataque consiste de uma malha interna responsável pelo aumento de estabilidade do sistema (SAS), e da malha externa cuja função é e garantir o seguimento do ângulo alfa. O ajuste do controlador utilizado foi feito por otimização através de simulações e utilizando o método de integração do erro absoluto no tempo (ITAE). Para validação do projeto são apresentadas diversas simulações do modelo linear e não linear no domínio do tempo e da frequência, considerando os atrasos relativos ao controlador digital e dos sensores inerciais e aerodinâmicos, demonstrado a robustez e estabilidade do sistema.

Este trabalho consiste no estudo de métodos de otimização aplicados em um problema de controle para sistemas lineares com saltos markovianos (SLSM). SLSM formam uma importante classe de sistemas que têm sido muito úteis em aplicações envolvendo sistemas sujeitos a falhas e outras alterações abruptas de comportamento. Este estudo enfoca diferentes métodos para resolução deste problema. Comparamos o método variacional com o de Newton, sob o ponto de vista do número de problemas resolvidos e pelo nível de sub-otimalidade obtido (relação entre os custos obtidos por estes métodos). Também propomos um novo método, o qual pode ser inicializado com soluções de equações de Riccati acopladas, e o comparamos com o método variacional. Além disso, para a comparação dos métodos, propomos um algoritmo que gerou dez mil exemplos / This work addresses optimizations methods applied to a control problem for linear systems with markovian jumps, which form an important class of systems that have been very useful in applications involving systems subject to failures and other abrupt changes. This study focuses on different methods for solving this problem. We compare the variational approach with the Newton method, in terms of the number of solved problems and the level of sub-optimality (ratio between the costs obtained by these approaches). We also propose a new method, which can be initialized with solutions of coupled Riccati equations, and we compare it with the variational approach. We have proposed an algorithm for creating ten thousand examples for the comparisons

Submitted by Algacilda Conceição (algacilda@sibi.ufrj.br) on 2018-04-03T16:33:27Z No. of bitstreams: 1 132130.pdf: 2222697 bytes, checksum: 1ec12d8948f550cbe0e268b315624644 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-03T16:33:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 132130.pdf: 2222697 bytes, checksum: 1ec12d8948f550cbe0e268b315624644 (MD5) Previous issue date: 1973-03 / Estudo de sistemas de controle ótimo, discretos no tempo, nos quais o controle é restringido pelo estado do sistema. Inicialmente é feito um desenvolvimento rigoroso de condições necessárias e suficientes que devem ser satisfeitas pela solução ótima, usando-se para isto métodos de programação dinâmica. Em seguida é apresentado o “princípio do máximo” discreto dado por Cannon, Cullum e Polak [6]. Exemplos são dados, mostrando que o “princípio do máximo” usual não é satisfeito para problemas com controles restringidos pelo estado. É formulada então uma “hipótese de inclusão” mostrando uma classe de problemas que satisfazem o “princípio do máximo” usual. Por último teorema de Fritz-John é aplicado para obter condições necessárias para problemas com restrições da forma R(x, u) ≤ 0 e um “princípio do máximo modificado” é apresentado. É mostrado ainda que sistemas lineares positivos, frequentemente encontrados em economia, satisfazem o “princípio do máximo modificado”. Vários exemplos resolvidos em detalhe ilustram o texto. / Study of discrete optimal control problems in which the control is restricted by the state of the system. Initially, a rigorous self contained developnent of necessary and sufficient conditions is given through dynamic programming. This is followed by a developnent of the discrete maximum principle, presented in the manner of Cannon, Cullum and Polak. [6]. Examples are given to show that the maximurn principle usually does not hold in the case of state constrained controls and an "inclusion hypotheses" is given, demonstrating a class of problems where the usual maximum principle is valid. The Fritz John Theorem is then applied to obtain necessary conditions for problems with oonstraints of the form R(x,u) ≤ 0 and a modified maximurn principle is defined for this class. It is shown that linear positive systems of a type frequently encountered in economic systems satisfy the modified maximum principle. A number of detailed examples are given throug out the text.

Este trabalho consiste na investigação, síntese e validação prática de um sistema de controle robusto baseado na minimização das normas H2 e H∞, por meio da utilização de desigualdades matriciais lineares, para a estabilização de um processo multivariável. Propõe-se a utilização de um sistema não-linear com duas entradas e duas saídas, que consistem no controle de variáveis de temperatura e nível de fluido em um reservatório. Serão apresentados os principais aspectos estruturais e tecnológicos do sistema a ser utilizado, assim como os fundamentos de estratégias de controle robusto moderno. As estruturas de controle serão implementadas por meio de controlador programável para automação CompactRIO, em conjunto com o software de desenvolvimento LabVIEW. / This work consists of the investigation, synthesis and practical validation of a robust control system based on minimization of H2 and H∞ norms, using linear matrix inequalities, for stabilization of a multivariable process. A study case on a nonlinear system with two imputs and two outputs is proposed, which consists of the control of temperature variables and fluid level in a reservoir. The main structural and system technology to be used and the fundamentals of modern control strategies will be presented. Control structures will be implemented by the programmable automation controller CompactRIO, together with LabVIEW software development.

Submitted by Erbet Costa (erbetcosta@gmail.com) on 2017-10-31T19:35:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Erbet_Almeida_Costa.pdf: 3538679 bytes, checksum: 101fbb1c3db9a787db3ff1b96e9e5078 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-10-31T19:44:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Erbet_Almeida_Costa.pdf: 3538679 bytes, checksum: 101fbb1c3db9a787db3ff1b96e9e5078 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-31T19:44:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Erbet_Almeida_Costa.pdf: 3538679 bytes, checksum: 101fbb1c3db9a787db3ff1b96e9e5078 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia - Fapesb. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma estratégia de controle preditivo com garantia da estabilidade nominal, aplicável a sistemas com polos estáveis distintos e integradores repetidos. A lei de controle, livre de erro de regime permanente, é obtida dentro de um problema de otimização em uma camada através da utilização de um modelo em espaço de estados de ordem mínima baseado na resposta ao degrau do sistema. A estabilidade do sistema em malha fechada é alcançada adotando o horizonte de predição infinito e uso de um conjunto apropriado de restrições terminais suavizadas. O método proposto é experimentado através da simulação nos sistemas Barra e Bola e Prato e Bola considerando os cenários servomecanismo e de atenuação de distúrbios e, também, desassociação entre a planta e o modelo, incluindo o caso não-linear. Os resultados mostram não apenas a efetividade do controlador proposto no sentido da teoria de estabilidade e convergência, mas também apontam para uma questão fundamental do ponto de vista prática, a saber, a garantia de factibilidade do problema de otimização.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007 / Bibliografia: f. 60-64 / Este trabalho apresenta uma proposta de uma arquitetura híbrida de controle para sistemas flexíveis de manufatura. Essa arquitetura é baseada em dois formalismos: a Teoria de Controle Supervisório e as Redes de Petri Coloridas. A Teoria de Controle Superv / Abstract: This paper presents a hybrid control approach for flexible manufacturing systems. The architecture is based on two formalisms: Supervisory Control Theory and Colored Petri Nets. Supervisory Control Theory and one of its extensions, the local mod

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-20T02:03:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:57:30Z : No. of bitstreams: 1 181920.pdf: 7306100 bytes, checksum: 1e79565c74cd66685e889dae7e92d997 (MD5) / Este trabalho é uma proposta metodológica acerca do tema de tomada de decisões nas empresas com medidas diferenciadas de risco, para aqueles que já se consideram avessos ao risco. Toda uma discussão sobre a aversão ao risco é debatida no trabalho, e várias funções utilidades são testadas para levar em consideração os três primeiros momentos da distribuição - a média, a variância e a assimetria. Mais especificadamente, o trabalho está interessado em aperfeiçoar o processo de tomada de decisões no planejamento agregado da produção, para isso, parte-se do pioneiro estudo de Holt et al. (1955), o qual elabora uma regra de decisão determinística para esse tipo de planejamento. Para atingir tal objetivo, o trabalho elabora uma regra estocástica não linear dinâmica. Esta, cuja participação do algoritmo proposto por Cuthbertson et al. (1992) é fundamental, possibilita que o gerenciador de decisões escolha, entre opções alternativas de risco, as variáveis que levam ao controle ótimo.