Controlador adaptativo MRAC em um pêndulo amortecido baseado em modelos matemáticos determinísticos
DOI:
https://doi.org/10.18265/1517-0306a2021id4149Palavras-chave:
Controle adaptativo, Método de Mollenkamp, Método de Smith, MRAC, Pêndulo amortecidoResumo
Os sistemas de controle automático têm grande importância no progresso da Engenharia e da Tecnologia. O controle adaptativo tem a capacidade de modificar seus parâmetros, quando necessário, para diminuir o erro do sistema. Este artigo mostra a aplicação de controle MRAC (Model Reference Adaptive Controller) utilizando a regra MIT, em um pêndulo amortecido, que possui um motor CC com hélice acoplada, como parâmetro de entrada, e o ângulo medido por um acelerômetro, como parâmetro de saída, caracterizando um sistema monovariável. O modelo de referência foi baseado na resposta da curva de saída, utilizando-se os métodos de Mollenkamp e de Smith, considerados métodos determinísticos na área de identificação. Primeiramente, o sistema de controle adaptativo projetado foi simulado com auxílio do Matlab/Simulink, depois os testes experimentais foram realizados no pêndulo amortecido desenvolvido, com resultados experimentais obtidos a partir de uma plataforma de prototipagem Arduino como sistema de aquisição de dados. Os resultados mostram o comportamento do MRAC, cujos parâmetros foram ajustados para obter o comportamento dinâmico o mais próximo possível de um modelo de referência previamente selecionado.
Downloads
Referências
ASTROM, K. J. Theory and applications of adaptive control - a survey. Automatica, v. 19, n. 5, p. 471-486, 1983.
ASTROM, K. J.; WITTENMARK, B. Adaptative control. Dover, 2008.
BRASIL. Ministério da Educação. Conselho Nacional de Educação. Câmara de Educação Superior. Resolução no 2, de 24 de abril de 2019. Institui as Diretrizes Curriculares Nacionais do Curso de Graduação em Engenharia, Brasília, 26 abr. 2019. Edição 89. Seção 1, p. 43.
CAMPOS, M. C. M. M.; TEIXEIRA, H. C. G. Controladores típicos de equipamentos e processos industriais. São Paulo: Blucher, 2006.
COELHO, A. A. R.; COELHO, L. S. Identificação de sistemas dinâmicos lineares. Florianópolis: Ed. UFSC, 2004.
ELMÔR FILHO, G. et al. Uma nova sala de aula é possível: aprendizagem ativa na educação em Engenharia. Rio de Janeiro: LTC, 2019.
ENIKOV, E. T.; CAMPA, G. Mechatronics aeropendulum: demonstration of linear and nonlinear feedback control principles with Matlab/Simulink real-time windows target. IEEE Transactions on Education, v. 55, n. 4, p. 538-545, 2012.
FAROOQ, U. et al. Observer based fuzzy LMI regulator for stabilization and tracking control of an aeropendulum. In: IEEE 28th CANADIAN CONFERENCE ON ELECTRICAL AND COMPUTER ENGINEERING, 2015, Halifax. Proceedings... 2015. p. 1508-1513.
GHASEMI, R.; KHOYGANI, M. R. R. Designing intelligent controller for nonlinear pendulum dynamical system. International Journal of Computer, Electrical, Automation, Control and Information Engineering, v. 8, n. 11, p. 2021-2025, 2014.
HABIB G. et al. Nonlinear model-based parameter estimation and stability analysis of an aero-pendulum subject to digital delayed control. International Journal of Dynamics and Control, v. 5, p. 629-643, 2017.
JOB, M. M.; JOSE, P. S. H. Modeling and control of mechatronic aeropendulum. In: 2015 INTERNATIONAL CONFERENCE ON INNOVATIONS IN INFORMATION, EMBEDDED AND COMMUNICATION SYSTEMS (ICIIECS), 2015, Coimbatore, Proceedings... 2015.
KIZMAZ, H.; AKSOY, S.; MUHURCU, A. Sliding mode control of suspended pendulum. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM MODERN ELECTRIC POWER SYSTEMS (MEPS), 2010, Wroclaw, Proceedings... 2010.
KNIHS, V. L. et al. Avaliação e projeto de um controlador self-tuning na estabilização de sistemas oscilatórios. In: 2010 9th IEEE/IAS INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRY APPLICATIONS (INDUSCON 2010), 2010, São Paulo, Proceedings... 2010.
LAGES, W. F.; HEMERLY, E. M. Controle adaptativo. AGUIRRE, L. A. (Org.). Enciclopédia de automática: controle & automação, volume 2, São Paulo: Blucher, 2007. cap. 13.
LEMES, A. G.; SILVEIRA, A. S.; COELHO, A. A. R. Pseudo controlador PID: projeto e sintonia automática. In: XVIII CONGRESSO BRASILEIRO DE AUTOMÁTICA (CBA 2010), 2010, Bonito, Anais... 2010.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
• O(s) autor(es) autoriza(m) a publicação do artigo na revista;
• O(s) autor(es) garante(m) que a contribuição é original e inédita e que não está em processo de avaliação em outra(s) revista(s), nem esteja publicado em anais de congressos e/ou portais institucionais;
• A revista não se responsabiliza pelas opiniões, ideias e conceitos emitidos nos textos, por serem de inteira responsabilidade de seu(s) autor(es). Opiniões e perspectivas expressas no texto, assim como a precisão e a procedência das citações, são de responsabilidade exclusiva do(s) autor(es), e contribuem para a promoção dos:
- Princípios FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable – localizável, acessível, interoperável e reutilizável);
- Princípios DEIA (diversidade, equidade, inclusão e acessibilidade).
• É reservado aos editores o direito de proceder ajustes textuais e de adequação do artigos às normas da publicação.
Responsabilidades dos autores e transferência de direitos autorais
Os autores devem declarar a originalidade do estudo, bem como o fato de que este não foi publicado anteriormente ou está sendo considerado para publicação em outro meio, como periódicos, anais de eventos ou livros. Ao autorizarem a publicação do artigo na Revista Principia, os autores devem também responsabilizar-se pelo conteúdo do manuscrito, cujos direitos autorais, em caso de aprovação, passarão a ser propriedade exclusiva da revista. A Declaração de Responsabilidades dos Autores e Transferência de Direitos Autorais deverá ser assinada por todos os autores e anexada ao sistema como documento suplementar durante o processo de submissão. Clique no link abaixo para fazer o download do modelo.
Esta revista, seguindo as recomendações do movimento de Acesso Aberto, proporciona seu conteúdo em Full Open Access. Assim os autores conservam todos seus direitos permitindo que a Revista Principia possa publicar seus artigos e disponibilizar pra toda a comunidade.
A Revista Principia adota a licença Creative Commons 4.0 do tipo atribuição (CC-BY). Esta licença permite que outros distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho, inclusive para fins comerciais, desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
Os autores estão autorizados a enviar a versão do artigo publicado nesta revista em repositório institucionais, com reconhecimento de autoria e publicação inicial na Revista Principia.