Controle Robusto - Optativas Avançadas I Engenheiros Elétricos
Introdução
O controle robusto é um campo da engenharia que se preocupa com o desenvolvimento de controladores que possam funcionar bem mesmo quando o sistema controlado sofre perturbações ou incertezas.
Perturbações
Perturbações são alterações no sistema controlado que não são causadas pelo controlador. As perturbações podem ser causadas por fatores internos, como variações nas condições operacionais, ou por fatores externos, como ruído ou vibração.
Incertezas
Incertezas são informações que são desconhecidas ou imprecisas. As incertezas podem ser causadas por fatores como a imprecisão dos modelos matemáticos usados para descrever o sistema controlado ou a falta de conhecimento sobre as perturbações.
Objetivo do controle robusto
O objetivo do controle robusto é garantir que o sistema controlado permaneça em uma região segura mesmo quando o sistema é sujeito a perturbações ou incertezas.
Métodos de controle robusto
Existem vários métodos diferentes de controle robusto. Alguns dos métodos mais comuns incluem:
- Controle quadrático de Lyapunov: esse método usa uma função de Lyapunov para garantir que o sistema permaneça em uma região segura.
- Controle por robustez estrutural: esse método usa a estrutura do sistema controlado para projetar um controlador que seja robusto a perturbações ou incertezas.
- Controle por tolerância a erros: esse método usa um controlador que é projetado para funcionar mesmo quando o sistema controlado não é perfeitamente conhecido.
Exemplos de controle robusto
Aqui estão alguns exemplos específicos de como o controle robusto é aplicado em engenharia elétrica:
- Controle de motores elétricos: o controle robusto é usado para controlar o torque e a velocidade de motores elétricos. Isso pode ser feito usando um controlador quadrático de Lyapunov para garantir que o motor permaneça dentro dos limites de segurança mesmo quando as condições operacionais variam.
- Controle de processos industriais: o controle robusto é usado para controlar processos industriais que são suscetíveis a perturbações ou incertezas. Por exemplo, o controle robusto pode ser usado para controlar a temperatura de um forno ou a pressão de um reator químico.
- Controle de robótica: o controle robusto é usado para controlar o movimento de robôs. Isso pode ser feito usando um controlador por tolerância a erros para garantir que o robô permaneça dentro dos limites de segurança mesmo quando as condições ambientais variam.
Vantagens do controle robusto
O controle robusto oferece várias vantagens em relação ao controle não robusto. As vantagens do controle robusto incluem:
- Resistência a perturbações: o controle robusto pode garantir que o sistema controlado permaneça em uma região segura mesmo quando o sistema é sujeito a perturbações.
- Redução da sensibilidade a incertezas: o controle robusto pode reduzir a sensibilidade do sistema controlado a incertezas.
Desvantagens do controle robusto
O controle robusto também apresenta algumas desvantagens. As desvantagens do controle robusto incluem:
- Complexidade: os métodos de controle robusto podem ser mais complexos do que os métodos de controle não robusto.
- Custo: os métodos de controle robusto podem ser mais caros do que os métodos de controle não robusto.
Escolha do método de controle robusto correto
O método de controle robusto correto para uma aplicação específica depende de vários fatores, incluindo a natureza do sistema, o nível de perturbações ou incertezas esperadas e a disponibilidade de recursos.
Aqui estão algumas dicas para escolher o método de controle robusto correto:
- Considere a natureza do sistema: se o sistema for muito complexo ou não linear, um método de controle robusto mais complexo pode ser necessário.
- Considere o nível de perturbações ou incertezas esperadas: se as perturbações ou incertezas esperadas forem grandes, um método de controle robusto mais robusto pode ser necessário.
- Considere a disponibilidade de recursos: se os recursos forem limitados, um método de controle robusto mais simples pode ser necessário.