Controle de quadricóptero via linearização por realimentação robusta associada à síntese H

Abstract

Esta dissertação trata do controle robusto de sistemas dinâmicos não lineares sujeitos a incertezas paramétricas por meio de técnicas de linearização por realimentação associadas a síntese H∞. Em particular, o controle robusto do modelo não linear de um sistema quadrirotor é abordado. Duas técnicas de linearização por realimentação são consideradas: a primeira técnica, denominada Linearização por Realimentação Clássica, transforma o sistema não linear na forma canônica de Brunovsky e a segunda técnica, denominada Linearização por Realimentação Robusta, transforma o sistema não linear em sua aproximação linear em torno de um ponto de operação. Para cada técnica de linearização é projetado um controlador com base no método de síntese H∞ de Glover-McFarlane com loop-shaping. Uma terceira abordagem, consistindo no controle do sistema linear pelo controlador H∞ sem uma lei de linearização por realimentação, também é considerada. Inicialmente, as três abordagens acima são comparadas numa aplicação numérica envolvendo um sistema não linear de suspensão magnética. Este exemplo serve para validar as rotinas desenvolvidas para síntese do sistema de controle proposto, consistindo da lei de Linearização por Realimentação Robusta e do controlador H∞ de Glover-McFarlane. Finalmente, o projeto do sistema de controle para o modelo não linear de um quadricóptero é discutido. Os resultados das simulações não lineares indicam que a técnica de Linearização por Realimentação Robusta associada a síntese H∞ de Glover-McFarlane é eficiente para o controle de sistemas dinâmicos não lineares afastados do ponto de equilíbrio. Também é observado que para uma certa classe de sistemas não lineares, como por exemplo o quadricóptero, existe uma equivalência entre a Linearização por Realimentação Clássica e a Linearização por Realimentação Robusta.