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

EasyChair Preprint 15203, version 1

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}}