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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Efeito de Sensores Dinâmicos de Primeira Ordem no Controle H-infinito de Sistemas Contínuos
Autor(es): JONATAS SANTOS GALVÃO
Primeiro orientador: VICTOR LEONARDO YOSHIMURA
Resumo: Este trabalho aborda o projeto de controladores robustos do tipo H-infinito para uma planta linear de quarta ordem sujeita a perturbações, com ênfase no impacto da dinâmica de sensores modelados por filtros de primeira ordem. A formulação teórica parte do Lema do Ganho Limitado e da representação em LMIs obtida por mudança de variáveis, o que permite sintetizar ganhos de realimentação garantindo estabilidade assintótica em espaço de estados. A contribuição central consiste em confrontar ganhos sintetizados para o modelo nominal (assumindo realimentação direta do estado) com a implementação prática em que o controlador atua sobre medidas filtradas; essa discrepância foi investigada analiticamente através da construção do sistema aumentado que inclui a dinâmica dos sensores, da análise do polinômio característico aumentado e da verificação das propriedades de estabilizabilidade e das LMIs no espaço aumentado. Simulações numéricas em Python (síntese e checagem algébrica) e experiências em Xcos/Scilab (implementação e resposta em frequência) evidenciaram que ganhos obtidos sem considerar a dinâmica sensorial podem provocar instabilidade em implementação prática. A conclusão prática é direta: quando o controle é aplicado sobre sinais filtrados, a síntese deve contemplar o modelo aumentado ou então ser acompanhada por um observador para reconstrução do estado; cuidados de escalonamento e regularização numérica são necessários para garantir reprodutibilidade.
Abstract: This work investigates H-infinite controller design for a fourth-order linear plant subject to disturbances, emphasizing the influence of first-order sensor dynamics. The theoretical framework relies on the Bounded Real Lemma and the LMI formulation obtained via the change of variables, enabling convex synthesis of state-feedback gains that guarantee asymptotic stability. The main contribution contrasts gains synthesized under the ideal assumption of direct state feedback with their practical implementation when control is applied to filtered measurements. This discrepancy is analyzed by forming the augmented system that explicitly includes sensor dynamics, deriving and studying the augmented characteristic polynomial, and checking stabilizability and LMI feasibility on the augmented model. Numerical synthesis and algebraic checks performed in Python, together with closed-loop simulations in Xcos/Scilab, show that controllers designed without accounting for sensor dynamics can destabilize the implemented system. The practical outcome is clear: when control acts on filtered outputs, controller synthesis must include the sensor model or be complemented by a state observer; proper scaling and numerical regularization are essential for reliable results.
Palavras-chave: controle robusto
H-infinito
LMIs
sensores dinâmicos
sistema aumentado
estabilidade.
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/13644
Data do documento: 2025
Aparece nas coleções:Engenharia de Computação - Bacharelado (FACOM)

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