Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Controle de Sistemas Incertos Baseado no Algorítmo Super-Twisting para Rastreamento Global e Exato de Trajetórias

Paulo Victor Nunes Monteiro Vidal

Outubro/2016

Orientadores:

Eduardo Vieira Leão Nunes Liu Hsu

Programa:

Engenharia Elétrica

      Nesta dissertação, são desenvolvidas técnicas de controle super-twisting para sistemas incertos na presença de incertezas/perturbações não-lineares e dependentes do estado. Uma nova implementação para um algoritmo super-twisting multivariável recentemente proposto é introduzida, permitindo lidar com sistemas multivariáveis com matriz de entrada incerta, simétrica, e positiva definida. Utilizando uma análise por função de Lyapunov, são demonstradas teoricamente propriedades de convergência global em tempo finito para esta nova implementação. Além disso, motivado pelo problema de estabilização do movimento de um satélite, uma mudança de escala de tempo não-linear e dependente do estado é utilizada para obter um algoritmo com ganhos variáveis capaz de apresentar propriedades de convergência global em tempo finito na presença de uma classe mais abrangente de perturbações. Outra importante contribuição desta dissertação é propor estratégias de controle monovariável e multivariável por realimentação de saída com base no algoritmo Variable Gain Super-Twisting. Para isso, é introduzida uma extensão multivariável nãodesacoplada para este algoritmo. De modo a alcançar uma solução por realimentação de saída, um limitante superior para a norma da variável de estado não-medida é estimado utilizando filtros de aproximação de primeira ordem. Propriedades globais e uniformes de estabilidade assintótica e convergência em tempo finito são provadas por meio de uma análise Lyapunov. Resultados de simulação ilustram a efetividade das estratégias de controle propostas nesta dissertação em problemas de interesse prático.