Controle Robusto H∞ Com Saturação Do Sinal de Controle Aplicado a Um Sistema Ball on Plate

EasyChair Preprint 15203

Abstract

Este artigo apresenta uma aplicação de controle robusto em um sistema Ball on Plate, cujo propósito consiste em equilibrar uma esfera em um plano inclinável. Para isso, o controlador busca minimizar a norma H-infinito e garantir a estabilidade na presença de saturação no sinal de controle. A abordagem utilizada consiste na utilização de LMIs para a síntese do controlador, misturando o já conhecido Bounded-Real Lemma com uma condição para estabilidade na presença de saturação da entrada. O filtro de Kalman é utilizado para estimar o estado não mensurável do sistema e filtrar a saída de forma a reduzir o ruído de medição proveniente do sensor. O controlador e o filtro são implementados em uma planta real utilizando um microcontrolador ESP32. Para a construção do sistema foi utilizada uma tela de toque resistiva, a fim de medir a posição da esfera no plano, e dois servomotores responsáveis por inclinar o plano nas duas direções. Os resultados apresentados ilustram a eficiência de controladores robustos em estabilizar plantas reais mesmo na presença de distúrbios e a capacidade do filtro de melhorar a qualidade de medição além de estimar estados não mensuráveis.

Keyphrases: Controle robusto, Filtro de Kalman, Saturação na Entrada

@booklet{EasyChair:15203,
  author    = {Eduardo Guimarães Pedrosa and Vitoriano Medeiros Casas and João Aristeu Seixas Cardoso and Luiz Antonio Sobrinho de Souza and Luiz Alberto Queiroz Cordovil Júnior and Rodrigo Farias Araújo},
  title     = {Robust H-Infinity Control with Input Signal Saturation Applied to a Ball on Plate System},
  howpublished = {EasyChair Preprint 15203},
  year      = {EasyChair, 2024}}