@MastersThesis{Bigot:2015:AbPaOt,
author = "Bigot, Pierre Gaston",
title = "Abordagem de pareto para a otimiza{\c{c}}{\~a}o multiobjetivo do
desempenho de um controlador SDRE aplicado a um sistema n{\~a}o
linear",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2015",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2015-04-10",
keywords = "controle SDRE, bra{\c{c}}o rob{\'o}tico rotativo
r{\'{\i}}gido-flex{\'{\i}}vel, controle n{\~a}o linear,
otimiza{\c{c}}{\~a}o multiobjetivo, fronteira de Pareto, control
SDRE, rotative flexible beam, nonlinear control, multiobjective
optimization, areto's border.",
abstract = "Este trabalho tem como objetivo principal o estudo do controlador
baseado na Equa{\c{c}}{\~a}o de Riccati Dependente do Estado
(SDRE); um Regulador Quadr{\'a}tico Linear (LQR) adaptativo que
permite considerar as n{\~a}o linearidades do sistema controlado.
A fim de usar este controlador, desenvolve-se um modelo
matem{\'a}tico n{\~a}o linear de um bra{\c{c}}o rob{\'o}tico
rotativo com haste flex{\'{\i}}vel aplicando a
formula{\c{c}}{\~a}o Lagrangiana. O deslocamento
flex{\'{\i}}vel do bra{\c{c}}o rob{\'o}tico {\'e} modelado
usando o m{\'e}todo dos modos assumidos e o amortecimento
estrutural faz uso da teoria de Rayleigh. Os objetivos de controle
s{\~a}o m{\'u}ltiplos: controlar a posi{\c{c}}{\~a}o angular
do bra{\c{c}}o e minimizar as deforma{\c{c}}{\~o}es
flex{\'{\i}}veis da haste. Via simula{\c{c}}{\~o}es
computacionais, obt{\'e}m-se o mapa de desempenho do sistema que
mostra todos os desempenhos que o controlador SDRE pode atingir.
Depois, um algoritmo de ordena{\c{c}}{\~a}o permite obter a
fronteira de Pareto que representa o conjunto dos desempenhos
{\'o}timos. Por outro lado, analisando a influ{\^e}ncia dos
termos das matrizes peso no desempenho do sistema, mostra-se que
{\'e} poss{\'{\i}}vel obter desempenhos {\'o}timos usando
somente um n{\'u}mero reduzido de termos para regular o
controlador SDRE. Com base nesta an{\'a}lise, desenvolve-se uma
lei que permite obter os valores das matrizes peso diretamente em
fun{\c{c}}{\~a}o de um requisito de desempenho. Por {\'u}ltimo,
s{\~a}o usadas matrizes peso dependentes do estado para mostrar
que isso permite melhorar ainda mais o desempenho do sistema. A
partir dos resultados obtidos, verifica-se que o controlador SDRE
permite obter um melhor desempenho do que o LQR, n{\~a}o somente
porque ele considera as n{\~a}o linearidades do modelo, mas
tamb{\'e}m porque o seu ajuste {\'e} mais flex{\'{\i}}vel.
ABSTRACT: The main objective of this work is to study the State
Dependent Riccati Equation (SDRE) regulator; an adaptive Linear
Quadratic Regulator (LQR) which allows to deal with the non
linearities of the system to be controlled. In order to use this
controller, a nonlinear mathematical model of a flexible rotatory
beam is built through the Lagrangian formulation. The flexible
displacement is modelled using the assumed modes theory and a
structural damping is added applying the Rayleigh technique. There
are two main objectives related to control: the first one is to
control the hub angular position and the second one is the need to
minimize flexible displacements of the robotic harm. Doing
computational simulations, it is possible to draw the performance
map of the system which map all SDRE reachable performances. Then,
a sorting algorithm enables to get the Paretos border which
represents the set of optimal performances. On the other hand,
analyzing the influence of the weight matrixes terms, it is shown
that it is possible to get the Paretos border performances using
only a few terms of the SDRE weight matrixes. On the basis of this
analysis, a law enabling to get weight matrixes values in function
of a required performance is developed. Last of all, state
dependent weight matrixes are used to show that they can improve
the system performance. Based on the results, it turned out that
the SDREs performance is better than the LQRs one, not only
because it can deal with non linearities, but also because its
design is more flexible.",
committee = "Prado, Antonio Fernando Bertachini de Almeida (presidente) and
Souza, Luiz Carlos Gadelha de (orientador) and Ricci, Mario Cesar
and Kuga, H{\'e}lio Koiti and Martins Filho, Luiz de Siqueira",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Pareto approach for performance multiobjective optimization of a
SDRE regulator applied to a nonlinear system",
language = "pt",
pages = "138",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3J69U48",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3J69U48",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}