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

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Orientador: Edvaldo Assunção / Resumo: Neste trabalho é proposta a resolução do problema do regulador linear quadrático (Linear Quadratic Regulator - LQR) via desigualdades matriciais lineares (Linear Matrix Inequalities - LMIs) para sistemas lineares e invariantes no tempo sujeitos a incertezas politópicas, bem como para sistemas lineares sujeitos a parâmetros variantes no tempo (Linear Parameter Varying - LPV). O projeto dos controladores é baseado na realimentação derivativa. A escolha da realimentação derivativa se dá devido à sua fácil implementação em certas aplicações como, por exemplo, no controle de vibrações. Os sinais usados na realimentação são aceleração e velocidade, sendo obtidos por meio de acelerômetros. Por meio do método proposto é possível obter condições LMIs para a síntese de controladores que garantam a estabilização do sistema em malha fechada, sendo que os controladores possuem desempenho otimizado. Para a formulação das condições LMIs, uma função de Lyapunov do tipo quadrática é utilizada. Exemplos teóricos e simulações são utilizados como forma de validação dos métodos propostos, além de mostrar que os novos resultados apresentam condições menos conservadoras. Além disso, ao final é apresentada uma implementação prática em um sistema de suspensão ativa, produzida pela Quanser®. / Abstract: The resolution of linear quadratic regulator (LQR) problem via linear matrix inequalities (LMIs) for linear time-invariant systems subject to polytopic uncertainties, as linear systems subjects to linear parameter varying (LPV), is proposed in this work. The controllers' designs are based on the state derivative feedback. The aim to the choice of the state derivative feedback is your easy implementation in a class of mechanical systems, such as in vibration control, for example. The signals used for feedback are acceleration and velocity, it is obtained by means of accelerometers. Through the proposed method it is possible to obtain LMIs conditions for the synthesis of controllers that guarantee the stabilisation of the closed-loop system, being that the controllers have optimised performance. For the LMIs conditions formulations, a Lyapunov function of type quadratic is used. As a form of validation, theoretical examples and simulations are performed, besides to show that the new results are less conservative. Furthermore, a practical implementation in an active suspension system, produced by Quanser®, is performed. / Mestre