Controle por Realimentação de Estado - Controle Não Linear Engenheiros Elétricos
Introdução
O controle por realimentação de estado é uma técnica de controle que usa as medidas das variáveis de estado do sistema para gerar uma entrada que conduz o sistema para um estado desejado.
Variáveis de estado
As variáveis de estado são as variáveis que descrevem o estado do sistema em um determinado momento. As variáveis de estado podem ser medidas diretamente ou inferidas a partir de medições de outras variáveis.
Entrada
A entrada é a variável que o controlador usa para controlar o sistema. A entrada pode ser um sinal elétrico, mecânico ou outro tipo de sinal.
Saída
A saída é a variável que o controlador deseja controlar. A saída pode ser uma variável física, como a posição de um motor, ou uma variável econômica, como o lucro de uma empresa.
Projeto de um controlador por realimentação de estado
O projeto de um controlador por realimentação de estado envolve as seguintes etapas:
- Modelagem do sistema: O sistema deve ser modelado matematicamente. O modelo matemático deve incluir as equações que descrevem o comportamento do sistema.
- Seleção das variáveis de estado: As variáveis de estado devem ser selecionadas. As variáveis de estado devem ser suficientes para descrever o estado do sistema.
- Projeto do controlador: O controlador deve ser projetado. O controlador deve gerar uma entrada que conduza o sistema para um estado desejado.
Vantagens do controle por realimentação de estado
O controle por realimentação de estado oferece as seguintes vantagens:
- É uma técnica de controle geral: O controle por realimentação de estado pode ser usado para controlar uma ampla variedade de sistemas, incluindo sistemas lineares e não lineares.
- É uma técnica de controle robusto: O controle por realimentação de estado pode ser projetado para ser robusto a perturbações e incertezas.
- É uma técnica de controle eficiente: O controle por realimentação de estado pode ser projetado para ser eficiente em termos computacionais.
Desvantagens do controle por realimentação de estado
O controle por realimentação de estado oferece as seguintes desvantagens:
- Pode ser complexo: O projeto de um controlador por realimentação de estado pode ser complexo, especialmente para sistemas não lineares.
- Requer medições das variáveis de estado: O controle por realimentação de estado requer que as variáveis de estado sejam medidas. As medições das variáveis de estado podem ser caras ou difíceis de obter.
Exemplos de sistemas controlados por realimentação de estado
Aqui estão alguns exemplos de sistemas controlados por realimentação de estado:
- Sistemas de controle de vôo: Os sistemas de controle de vôo usam o controle por realimentação de estado para controlar a atitude e o movimento de aeronaves.
- Sistemas de controle de robôs: Os sistemas de controle de robôs usam o controle por realimentação de estado para controlar o movimento de robôs.
- Sistemas de controle de processos industriais: Os sistemas de controle de processos industriais usam o controle por realimentação de estado para controlar os processos industriais.
Conclusão
O controle por realimentação de estado é uma técnica de controle versátil e poderosa que pode ser usada para controlar uma ampla variedade de sistemas.