Contribuições a Aplicações Práticas de Sistemas de Controle por Modos Deslizantes.

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de duas abordagens com a finalidade de auxiliar o projeto e a aplicação prática de sistemas de controle por modos deslizantes. As metodologias foram desenvolvidas com o objetivo de se obter malhas de controle que apresentam as características de robustez relacionadas aos sistemas de controle por modos deslizantes em processos com comportamentos não lineares ou com variações de parâmetros e na presença de distúrbios externos. Buscou-se uma relativa simplicidade nos procedimentos de projeto e algoritmos de controle que diminuam as dificuldades associadas às aplicações práticas dessas estruturas de controle. Entre essas dificuldades, pode-se citar a atenuação ou eliminação do fenômeno conhecido como chattering, que é responsável por efeitos negativos nessas malhas de controle, tais como a excitação de dinâmicas não modeladas, a deterioração do desempenho do controlador, o aumento do desgaste em partes mecânicas móveis e perdas por dissipação de calor em circuitos elétricos de potência. Uma das contribuições deste trabalho corresponde ao desenvolvimento de um procedimento de sintonia para sistemas de controle por modos deslizantes em processos que possam ser aproximados por modelos de ordem reduzida (primeira ordem). O procedimento desenvolvido fornece meios para escolher os valores dos ganhos da lei de controle utilizada de modo que as malhas de controle resultantes apresentem respostas adequadas, evitando circunstâncias que podem resultar em sistemas com respostas lentas ou oscilatórias. Outra contribuição desenvolvida diz respeito à aplicação de conceitos da Teoria dos Conjuntos Aproximados na realização de estruturas de controle por modos deslizantes. O procedimento desenvolvido pode ser utilizado na substituição de estruturas mais complexas que empregam técnicas de inteligência artificial, resultando em algoritmos de controle mais simples e, portanto, de mais fácil realização prática. Para comprovar a viabilidade prática dos procedimentos desenvolvidos, são apresentados resultados de ensaios reais realizados em um sistema de nível em escala reduzida.