Estabilidade e robustez de um controlador adaptativo indireto por um modelo de referência e estrutura variável

In this thesis, it is developed the robustness and stability analysis of a variable structure model reference adaptive controller considering the presence of disturbances and unmodeled dynamics. The controller is applied to uncertain, monovariable, linear time-invariant plants with relative degree one, and its development is based on the indirect adaptive control. In the direct approach, well known in the literature, the switching laws are designed for the controller parameters. In the indirect one, they are designed for the plant parameters and, thus, the selection of the relays upper bounds becomes more intuitive, whereas they are related to physical parameters, which present uncertainties that can be known easier, such as resistances, capacitances, inertia moments and friction coefficients. Two versions for the controller algorithm with the stability analysis are presented. The global asymptotic stability with respect to a compact set is guaranteed for both cases. Simulation results under adverse operation conditions in order to verify the theoretical results and to show the performance and robustness of the proposed controller are showed. Moreover, for practical purposes, some simplifications on the original algorithm are developed

Nesta tese é desenvolvida a análise de estabilidade e robustez à dinâmica não modelada e às perturbações externas de um controlador adaptativo por modelo de referência e estrutura variável aplicado a plantas incertas, monovariáveis, lineares e invariantes no tempo com grau relativo unitário. O projeto de tal controlador é baseado na abordagem indireta do controle adaptativo. Na abordagem direta, já amplamente conhecida na literatura, as leis chaveadas são projetadas diretamente para os parâmetros do controlador. Na abordagem indireta, as mesmas são projetadas para os parâmetros da planta e, conseqüentemente, o dimensionamento das amplitudes dos relés torna-se mais intuitivo, tendo em vista estarem associadas a parâmetros físicos, os quais apresentam incertezas que podem ser conhecidas mais facilmente, tais como resistências, capacitâncias, momentos de inércia e coeficientes de atrito. São apresentadas duas versões para o algoritmo do controlador, sendo suas análises de estabilidade desenvolvidas, assim como resultados de simulação sob condições de operação adversas para verificar os resultados teóricos obtidos e ilustrar o desempenho e a robustez do controlador proposto. A estabilidade assintótica global com respeito a um conjunto compacto é garantida em ambos os casos. Adicionalmente, para fins de aplicabilidade prática, são desenvolvidas algumas simplificações no algoritmo original