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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
ENGENHARIA ELÉTRICA (32001010015P8)
Static Output-feedback Control Design For Nonlinear Systems - Polytopic Based-approaches
MARCIA LUCIANA DA COSTA PEIXOTO
TESE
14/02/2023

Nas últimas décadas, sistemas politópicos como os sistemas lineares com parâmetros variantes no tempo (LPV, do inglês Linear Parameter-Varying) e os modelos fuzzy Takagi-Sugeno (TS) têm sido amplamente utilizados para representar uma grande classe de modelos não lineares. Além disso, a teoria de Lyapunov vem sendo utilizada com sucesso para desenvolver condições eficientes para análise de estabilidade e projetar controladores para estes sistemas politópicos, geralmente expressas por meio de desigualdades de matriciais lineares (LMIs, do inglês Linear Matrix Inequalities). Entre as estratégias de estabilização para sistemas não lineares, o problema de projeto de controle por realimentação estática de saída é conhecido por ser de difícil resolução e tem recebido grande atenção nos últimos anos. No entanto, o controle por realimentação estática de saída permanece sendo um dos tópicos mais desafiadores na teoria de controle. Com base nisso, esta tese aborda dois tópicos principais. i) Novas condições de síntese para o projeto de controladores via realimentação estática de saída para sistemas não lineares discretos no tempo representados por sistemas politópicos. ii) Novas condições dependentes do retardo no tempo para o projeto de controladores por meio de realimentação estática de saída para sistemas não lineares com retardo variante no tempo também representados por sistemas politópicos. Uma característica dos métodos propostos, ao contrário da maioria das técnicas presentes na literatura, é que nenhuma restrição estrutural na matriz de saída é imposta, ou seja, as abordagens propostas podem lidar com variações nas matrizes da dinâmica, da entrada e da saída sem recorrer a transformações de similaridade ou procedimentos iterativos. Ao contrário de outros trabalhos da literatura, outra característica distintiva das abordagens propostas é a estabilidade assintótica local da origem do sistema em malha fechada, que se faz necessária devido à validade do modelo politópico obtido. Isso garante o correto funcionamento do sistema em malha fechada, pois suas trajetórias permanecem dentro da estimativa da região de atração obtida dentro do domínio de validade dos sistemas politópicos. Exemplos numéricos ilustram o potencial e a eficácia das condições propostas. Adicionalmente, outros trabalhos que vêm sendo desenvolvidos durante o doutorado são brevemente apresentados, sendo estes: i) novas condições de estabilidade e estabilização para sistemas LPV utilizando diferentes tipos de funções candidatas de Lyapunov, ii) uma nova abordagem de controle em rede com acionamento por eventos para sistemas sujeitos a ataques cibernéticos estocásticos assim como retardos no tempo induzidos pela rede de comunicação; iii) um novo método para a estimativa de falhas para sistemas não lineares sujeitos a retardos variantes no tempo e a não linearidades não mensuradas

Realimentação estática de saída. Sistemas não lineares;Retardos variantes no tempo. Sistemas lineares com parâmetros variantes no tempo. Desigualdades matriciais lineares.
Over the past few decades, polytopic systems such as linear parameter-varying (LPV) and Takagi-Sugeno (TS) fuzzy models have been widely employed to represent a large class of nonlinear systems. The Lyapunov theory has been successfully used to develop efficient conditions for stability analysis and support the design of stabilization controls for polytopic systems, usually expressed through Linear Matrix Inequalities (LMIs). Among stabilization strategies for LPV and TS fuzzy systems, the static output-feedback (SOF) control design problem is known to be harder to solve and has received a lot of attention in the past years. However, SOF control remains one of the most challenging topics in control theory. Based on that, this Thesis addresses two main topics. i) New synthesis conditions for gainscheduling static output-feedback control of discrete-time nonlinear systems represented by polytopic systems. ii) A novel delay-dependent condition for static output-feedback control of nonlinear systems represented by polytopic systems with time-varying delay. One feature of the proposed methods, unlike most approaches in the literature, is that no structural constraints on the output matrix are imposed, that is, the proposed approaches can handle variation in the dynamics, input, and output matrices without resorting to similarity transformations or iterative procedures. Unlike other works in the related literature, another distinctive feature of the proposed approaches is to ensure the local asymptotic stability of the origin of the closed-loop system, which is necessary due to the validity of the polytopic model obtained. This guarantees the correct operation of the closed-loop system since its trajectories remain inside the guaranteed region of attraction estimation obtained within the validity region of the polytopic systems. Numerical examples illustrate the potential and effectiveness of the proposed conditions. Additionally, further works that have been developed along the Ph.D. are briefly presented: i) novel stability and stabilization conditions for discrete-time LPV systems employing different kinds of Lyapunov functions, ii) results for the problem of periodic event-triggered control co-design for polytopic systems subject to stochastic deception attacks iii) a fault estimation method for a class of nonlinear parameter-varying systems subject to time-varying delay and unmeasured nonlinearities.
Static output-feedback control;Nonlinear systems. Time-varying delays. Linear parameter varying systems. Linear matrix inequalities.
01
86
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

SINAIS E SISTEMAS
CONTROLE, AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA
-

Banca Examinadora

REINALDO MARTINEZ PALHARES
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
REINALDO MARTINEZ PALHARES Docente - PERMANENTE
JOAO YOSHIYUKI ISHIHARA Participante Externo
CRISTIANO MARCOS AGULHARI Participante Externo
GRACE SILVA DEAECTO Participante Externo
VILMA ALVES DE OLIVEIRA Participante Externo

Vínculo

Colaborador
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
Plataforma Sucupira
Capes UFRN RNP
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