Projeto baseado em dados de controladores ressonantes para sistemas LPV

Abstract

Plantas sujeitas a distúrbios periódicos ou que necessitam do rastreamento de referências senoidais precisam de controladores que garantam o rastreamento e a rejeição desses distúrbios com erro em regime permanente igual a zero. Controladores ressonantes são adequados para essa aplicação devido às garantias formais de rastreamento/rejeição proporcionadas pelo princípio do modelo interno. No entanto, a diversidade de plantas e as dinâmicas em constante mudança desafiam o projeto de controladores baseados em modelos matemáticos, tornando métodos orientados por dados, como o Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT), atraentes, pois eliminam a necessidade de modelagem detalhada da planta. Este trabalho expande abordagens anteriores do VRFT para sistemas LPV ao desenvolver uma metodologia para o projeto de controladores ressonantes em plantas LPV. A metodologia proposta, baseada em modelos de referência existentes, foi validada através de simulações numéricas e mostrou-se eficaz em garantir o rastreamento de referências e a rejeição de distúrbios. Os resultados indicaram que, devido ao modelo de referência utilizado, a combinação de controladores ressonantes com controladores PD pode melhorar significativamente o desempenho, ampliando a gama de modelos de referência que resultam em sistemas estáveis e reduzindo o erro de rastreamento

Plants subject to periodic disturbances or requiring the tracking of sinusoidal references need controllers that ensure tracking and rejection of these disturbances with zero steady state error. Resonant controllers are suitable for this application due to the formal guarantees of tracking/rejection provided by the internal model principle. However, the di versity of plants and constantly changing dynamics challenge the design of controllers based on mathematical models, making data-driven methods such as Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT) attractive, as they eliminate the need for detailed plant modeling. This work expands previous VRFT approaches for LPV systems by developing a methodology for designing resonant controllers in LPV plants. The proposed methodology, based on existing reference models, was validated through numerical simulations and proved effective in ensuring reference tracking and disturbance rejection. The results indicated that, due to the reference model used, the combination of resonant controllers with PD controllers can significantly improve performance, expanding the range of reference models that result in stable systems and reducing tracking error