Controle preditivo com garantia de estabilidade aplicado em sistemas instáveis e integradores

Abstract

Este trabalho apresenta uma estratégia de controle preditivo com garantia de estabilidade para sistemas constituídos de modos instáveis e integradores. Tais características dinâmicas tornam mais difícil o controle do sistema, principalmente quando a síntese do controlador busca a garantia de estabilidade do sistema em malha fechada. Neste trabalho, é proposta uma lei de controle livre de erro de regime permanente baseada em um único problema de otimização, sendo que a estabilidade em malha fechada é alcançada adotando um horizonte de predição infinito, que juntamente com a imposição de um conjunto de restrições terminais suavizadas associadas estados instáveis e integradores do sistema, garante sua viabilidade. Os resultados obtidos a partir dos cenários simulados, apontam uma solução e ciente para melhorar sistematicamente a malha de controle em dois sistemas, reator químico e pêndulo invertido.

ABSTRACT-This study presents a stabilizing nominally model predictive control strategy of systems composed of unstable and integrating modes. Such dynamic features make more difficult the systems control, mainly when the controller synthezis seeks to guarantee the closed loop stability. In this work, it is proposed an offset-free law control based on an only optimization problem, and the closed-loop stability is achieved by adopting an infinite prediction horizon, along with imposing of suitable set of slacked terminal constraints associated with the unstable and integrating states of system, thus assuring the controller feasibility. The results obtained from the simulated scenarios, point to an efficient solution to systematically improve the control mesh in two systems, chemical reactor and inverted pendulum.