Controle ótimo H∞ de sistemas não-lineares com modelos fuzzy takagi-sugeno

Neste trabalho é proposta uma metodologia de rastreamento de sinais e rejeição de distúrbios aplicada a sistemas não-lineares. Para o projeto do sistema de rastreamento, projeta-se os controladores fuzzy M(a) e N(a) que minimizam o limitante superior da norma H∞ entre o sinal de referência r(t) e o sinal de erro de rastreamento e(t), sendo e(t) a diferença entre a entrada de referência e a saída do sistema z(t). No método de rejeição de distúrbio utiliza-se a realimentação dinâmica da saída através de um controlador fuzzy Kc(a) que minimiza o limitante superior da norma H∞ entre o sinal de entrada exógena w(t) e o sinal de saída z(t). O procedimento de projeto proposto considera as não-linearidades da planta através dos modelos fuzzy Takagi-Sugeno. Os métodos são equacionados utilizando-se inequações matriciais lineares (LMIs), que quando factíveis, podem ser facilmente solucionados por algoritmos de convergência polinomial. Por fim, um exemplo ilustra a viabilidade da metodologia proposta.

Projeto de controladores robustos chaveados para sistemas não lineares descritos por modelos fuzzy Takagi-Sugeno

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Projeto e implementação com chaveamento de reguladores fuzzy Takagi-Sugeno para um conjunto de pontos de operação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Projeto de reguladores fuzzy Takagi-Sugeno utilizando as condições iniciais da planta

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelagem e controle de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Design of a fuzzy Takagi-Sugeno controller to vary the joint knee angle of paraplegic patients

The papers shows, through theoretical studies and simulations, that using the description of the plant by Takagi-Sugeno (T-S), it is possible to design a nonlinear controller to control the position of the leg of a paraplegic patient. The control system was designed to change the angle of the joint knee of 60 degrees. This is the first study that describes the application of Takagi-Sugeno (T-S) models in this kind of problem.

Realimentação derivativa e modelo fuzzy Takagi-Sugeno paracontrole da articulação do joelho de pacientes paraplégicos com o uso de acelerômetros

Feedback control systems have been used to move the muscles and joints of the limbs of paraplegic patients. The feedback signal, related to the knee joint angle, can be obtained by using an electrogoniometer. However, the use of accelerometers can help the measurements due the facility of adhering these devices to the skin. Accelerometers are also very suitable for these applications due their small dimensions and weight. In this paper a new method for designing a control system that can vary the knee joint angle using Functional Electrical Stimulation (FES) is presented, as well as a simulation with parameters values available in the literature. The nonlinear control system was represented by a Takagi-Sugeno fuzzy model and the feedback signals were obtained by using accelerometers. The design method considered all plant nonlinearities and was efficient and reliable to control the leg position of a paraplegic patient with the angle of the knee ranging from 0° to 30°, considering electric stimulation at the quadriceps muscle. The proposed method is viable and offers a new alternative for designing control systems of the knee joint angle using more comfortable sensors for the patients.

Análise da estabilidade de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno utilizando as desigualdades de Lyapunov-Metzler

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Controle de movimentos de pacientes paraplégicos utilizando modelos fuzzy T-S

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Projeto de um controlador Fuzzy Takagi-Sugeno para uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados

Este trabalho propõe o projeto de um controlador Fuzzy do tipo Takagi-Sugeno em uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados. Este tipo de tratamento ocorre na presença de oxigênio, pois microorganismos aeróbios presentes no licor misto irão proporcionar a remoção tanto da matéria carbonácea quanto nutrientes formados por compostos à base de nitrogênio. O controlador atua via mecanismo de aeração e foi projetado para interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de três controladores fixos locais que, por sua vez, foram projetados a partir da linearização de um modelo contínuo de balanço de massa de oxigênio. O controlador auxiliará manter a concentração de oxigênio dissolvido desejável na faixa de operação do processo para que ocorra a nitrificação, reação química de oxiredução que transforma amônio em nitrito, que é fundamental para o sucesso do processo, e poderá também economizar energia elétrica utilizada pelo mecanismo de aeração. Os ensaios foram realizados via simulação computacional em quatro cenários idealizados comparando o desempenho do controlador fuzzy e o desempenho de um controlador fixo projetado em um ponto de operação diferente do qual se utilizou como valor de referência na planta. Ao aplicar um degrau no valor de referência estabelecido no cenário de análise, observou-se o tempo de subida, o tempo de acomodação e o erro em regime. Após os ensaios, observou-se que o desempenho do controlador fuzzy nos quesitos tempo de subida e tempo de acomodação em relação ao controlador fixo foi melhor, enquanto nos quesitos sobressinal e erro em regime foi semelhante. Após as análises, concluiu-se que a estratégia de controle escolhida neste trabalho é viável, pois de acordo com o valor auferido de oxigênio dissolvido na entrada da planta, o controlador fuzzy irá interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de um controlador fixo projetado na vizinhança deste valor e assim, atuar de forma bastante satisfatória.

Control of Limit Cycle Oscillation in a Three Degrees of Freedom Airfoil Section Using Fuzzy Takagi-Sugeno Modeling

This work presents a strategy to control nonlinear responses of aeroelastic systems with control surface freeplay. The proposed methodology is developed for the three degrees of freedom typical section airfoil considering aerodynamic forces from Theodorsen's theory. The mathematical model is written in the state space representation using rational function approximation to write the aerodynamic forces in time domain. The control system is designed using the fuzzy Takagi-Sugeno modeling to compute a feedback control gain. It useds Lyapunov's stability function and linear matrix inequalities (LMIs) to solve a convex optimization problem. Time simulations with different initial conditions are performed using a modified Runge-Kutta algorithm to compare the system with and without control forces. It is shown that this approach can compute linear control gain able to stabilize aeroelastic systems with discontinuous nonlinearities.

Novas condições de estabilidade de sistemas não lineares utilizando funções de Lyapunov fuzzy

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Controle robusto de sistemas não-lineares sujeitos a falhas estruturais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sistema eletrônico para geração e avaliação de movimentos em paraplégicos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Implementação de um sistema para geração e avaliação de movimentos em pacientes hemiplégicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)