A study on H-inifinity control techniques for uncertain flexible structures

Abstract

Esta dissertação aborda técnicas modernas de controle robusto H? para sistemas dinâmicos lineares. Com isso pretende-se dizer que são usados como ferramentas matemáticas os resultados da teoria de controle de sistemas lineares para o caso com incertezas de vários tipos admitidas sobre o modelo. Os modelos são primariamente estruturas flexíveis e os métodos de projeto são implementados usando exclusivamente a solução de problemas sujeitos a desigualdades matriciais lineares. São abordadas as incertezas paramétrica, dinâmica e politópica com o objetivo de apresentar métodos matemáticos de projeto de controladores para os sistemas incertos. Para o caso de incerteza dinâmica, apresenta-se a técnica de filtros de ponderação. Em contraposição a essa abordagem, os resultados recentes da literatura sobre o lema generalizado de Kalman-Yakubovi?c-Popov e o H? restrito na freqüência também são usados como métodos de controle independentes de filtros de ponderação. Os métodos são comparados usando modelos de simulação e experimentos no âmbito de estruturas flexíveis. Palavras-chave: Teoria dos sistemas dinâmicos, Programação Convexa, Sistema de controle por realimentaçãoThis dissertation deals with modern techniques from the Robust H? Control of Linear Dynamic Systems. By this it is meant that the results from linear control systems theory are used as mathemathical tools when considering several kinds of uncertainty on the models. These models are mostly of flexible structures and the design methods are implemented using solely the solution of problems subjected to linear matrix inequalities. The types of uncertainty approached are: parametric, dynamic and polytopic; this is done aiming to present mathematical design methods for the uncertain systems considered. When dealing with dynamic uncertainty, the weighting functions are introduced. In contrast with this approach, recent results from literature on the generalised Kalman-Yakubovi?c-Popov lemma and frequency restricted H? are also used as control design methods whose application is independent of weighting functions. All methods are compared using simple simulation models and experiments with flexible structures . Keywords: Theory of dynamical systems, Convex programming, Feedback control system