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Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-07-28T23:42:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcelo Luiz de Carvalho Moura Moreira - 2019 - Completo.pdf: 947986 bytes, checksum: b46b8daf77c24f8666c8fcb93c846960 (MD5) Made available in DSpace on 2021-07-28T23:42:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcelo Luiz de Carvalho Moura Moreira - 2019 - Completo.pdf: 947986 bytes, checksum: b46b8daf77c24f8666c8fcb93c846960 (MD5) Previous issue date: 2019-08-23 The presente dissertation proposes the application of the higher-order sliding mode (HOSM) based on global differentiator with dynamic gains in adaptive backstepping control for nonlinear uncertain systems of strict-feedback type. The use of this type of differentiator in the closed loop system control law allows it to be globally uniformly stable for any initial conditions, since it is na exact differentiator with dynamic gain. In addition, asymptotic output tracking is also guaranteed. In order to illustrate our new Theorem, the proposed controller is Applied to a third order wing-rock system by comparing the results with the linear differentiator, the differentiator HOSM with fixed gain and the differentiator HOSM with dynamic gain. In these simulations we analyse the state variables, the control signal, the phase plane as well as the main differences between the differentiation schemes. A presente dissertação propõe a aplicação do diferenciador global baseado em modos deslizantes de ordem superior (Higher-Order Sliding Mode - HOSM) com ganhos dinâmicos no controle adaptativo backstepping para sistemas incertos não lineares do tipo strict-feedback. O uso deste tipo de diferenciador na lei de controle do sistema em malha fechada permite que o mesmo seja globalmente uniformemente estável para quaisquer condições iniciais, já que trata-se de um diferenciador exato com ganho dinâmico. Além disto prova-se o rastreamento de saída assintótico. Para ilustrar o novo Teorema proposto o novo controlador é aplicado em um sistema wing-rock de terceira ordem com a comparação entre os diferenciadores linear, HOSM com ganho fixo e HOSM com ganho dinâmico. São analisados o estado, o sinal de controle, o plano de fase e o ganho entre os diferenciadores.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:48Z No. of bitstreams: 1 Victor Hugo Pereira Rodrigues1.pdf: 5058782 bytes, checksum: 07e888485ec3b0a509101f02649b4870 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Victor Hugo Pereira Rodrigues1.pdf: 5058782 bytes, checksum: 07e888485ec3b0a509101f02649b4870 (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior In this thesis, a higher-order sliding mode (HOSM) based global differentiators with adaptive gains is developed to address the tracking control problem using only input-output information of a wider class of nonlinear systems with disturbances and parametric uncertainties. The state of the plant is assumed unmeasured so that a norm state estimator is designed to bound the state-dependent disturbances and dynamically adapt the gains of the proposed differentiator. Stability properties and robust exact tracking can be achieved when the proposed adaptive HOSM based differentiators for output-feedback are applied. Numerical simulations and experiments are presented for different control designs, such as: first-order sliding mode control, first-order sliding mode control with monitoring function, terminal sliding modes, twisting, super-twisting, variable gain super-twisting algorithm, nested sliding mode control, quasi-continuous HOSM finite-time controllers and unit vector control. Moreover, we combine a global differentiator based on HOSM and dynamic gains with classical model reference adaptive control (MRAC) schemes to solve the problem of trajectory tracking via output feedback for uncertain linear plants of arbitrary relative degree. For the first time a closed form is given by MRAC to solve the problem associated to plants of arbitrary relative degree. Nesta dissertação, um diferenciador global baseado em modos deslizantes de ordem superior (HOSM) com ganhos adaptativos é desenvolvido para resolver o problema de rastreamento usando apenas informações de entrada-saída para uma classe ampla de sistemas não-lineares com perturbações e incertezas paramétricas. O estado da planta não é medido de modo que um estimador para a norma do estado é projetado para majorar os distúrbios dependentes do estado e adaptar dinamicamente os ganhos do diferenciador proposto. Propriedades de estabilidade e o rastreamento exato e robusto podem ser obtidos quando os diferenciadores adaptativos baseados em modos deslizantes de ordem superior são utilizados na realimentação de saída. Simulações numéricas e experimentos são apresentados para diferentes controladores, tais como: controle de modo deslizante de primeira ordem, controle de modo deslizante de primeira ordem com função de monitoração, modos de deslizamento de terminal, twisting, super-twisting, super-twisting com ganhos variáveis, controle de modo deslizante quase contínuo e controle vetorial unitário. Além disso, combinamos o diferenciador global e ganhos dinâmicos com o clássico esquemas de controle adaptativo por modelo de referência (MRAC) para resolver o problema de rastreamento de trajetória via realimentação de saída para plantas lineares, incertas e de grau relativo arbitrário. Pela primeira vez, uma forma fechada é dada para controle adaptativo por modelo de referência para resolver o problema associado a plantas de grau relativo arbitrário.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:50Z No. of bitstreams: 1 Camila Lobo Coutinho.pdf: 4919333 bytes, checksum: e6feb90cd7744fd1c0f37e24d2017156 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camila Lobo Coutinho.pdf: 4919333 bytes, checksum: e6feb90cd7744fd1c0f37e24d2017156 (MD5) Previous issue date: 2012-05-04 Two control schemes for nonlinear time-delay systems are proposed in this thesis. The purpose of the first scheme is to control a class of uncertain multivariable systems, with relative degree one, nonlinear unmatched state dependent disturbances, and uncertain time-varying state delay. The purpose of the second scheme is to control a class of single-input-single-output systems, with known parameters, arbitrary relative degree, with constant and known arbitrary output delay. Assuming that input delays can be transferred to the output, so the second scheme can be applied to systems with input time-delay. The developed controllers are based on sliding mode control and output feedback, with modulation function to the control signal amplitude. Furthermore, observers estimate unmeasured state variables. In both schemes, global stability properties of the closed loop system are guaranteed. Simulations illustrate the effectiveness of the proposed approaches. Nesta Dissertação são propostos dois esquemas de controle para sistemas não-lineares com atraso. No primeiro, o objetivo é controlar uma classe de sistemas incertos multivariáveis, de grau relativo unitário, com perturbações não-lineares descasadas dependentes do estado, e com atraso incerto e variante no tempo em relação ao estado. No segundo, deseja-se controlar uma classe de sistemas monovariáveis, com parâmetros conhecidos, grau relativo arbitrário, atraso arbitrário conhecido e constante na saída. Admitindo-se que o atraso na entrada pode ser deslocado para a saída, então, o segundo esquema de controle pode ser aplicado a sistemas com atraso na entrada. Os controladores desenvolvidos são baseados no controle por modo deslizante e realimentação de saída, com função de modulação para a amplitude do sinal de controle. Além disso, observadores estimam as variáveis de estado não-medidas. Em ambos os esquemas de controle propostos, garante-se propriedades de estabilidade globais do sistema em malha fechada. Simulações ilustram a eficácia dos controladores desenvolvidos.