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Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-10-14T22:25:05Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Daniel Fernandes da Cunha Veras - 2021 - Completo.pdf: 10887651 bytes, checksum: 0a164c6cd254c38f905ab30a5e3b4acb (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-14T22:25:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Daniel Fernandes da Cunha Veras - 2021 - Completo.pdf: 10887651 bytes, checksum: 0a164c6cd254c38f905ab30a5e3b4acb (MD5) Previous issue date: 2021-05-25 Stabilized cameras are used in several applications, such as in Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and mobile robots, in order to keep the image fixed at a certain point, even in the presence of host vehicle motion. For this and control strategies are employed in order to maintain this stabilization. In this work, an extension of the Binary Model-Reference Adaptive Control (BMRAC) is presented for uncertain multivariable systems with arbitrary and non-uniform relative degrees, using output feedback. BMRAC presents itself as a robust adaptive alternative with good transient performance, multivariable structure suitable for working with mechanical imbalances and advantages for uncertain systems. It makes use of a recently proposed differentiator with dynamic gains based on Higher-Order Sliding Modes (HOSM). Likewise, a second strategy is presented which consists of applying a multivariable version of Unit Vector Control (UVC) also employing the HOSM based dynamic gains differentiator. Simulations will be presented for both two and three degrees of freedom gimbals, the first with data obtained from a vehicle on uneven terrain and the second from data acquired from a UAV in autonomous flight. Câmeras estabilizadas são utilizadas em diversas aplicações, como em Veículos Aéreos não Tripulados (VANT) e robôs móveis, com o objetivo de manter a imagem fixa em um determinado ponto, mesmo na presença de movimentos. Para essa finalidade são empregadas estratégias de controle a fim de manter essa estabilização. Neste trabalho é apresentado uma extensão do Controle Adaptativo Binário por Modelo de Referência (BMRAC) para sistemas multivariáveis incertos e com grau relativo arbitrários e não-uniformes, usando realimentação de saída. O BMRAC se apresenta como uma alternativa adaptativa-robusta com bom desempenho transitório, estrutura multivariável adequada para trabalhar com desequilíbrios mecânicos e sistemas incertos. A estratégia faz uso de um diferenciador recentemente proposto, com ganhos dinâmicos baseado em modos deslizantes de ordem superior (HOSM) com ganhos dinâmicos. Igualmente é apresentada uma segunda estratégia que consiste na aplicação do Controle Vetorial Unitário (UVC) multivariável, também empregando o diferenciador com ganhos dinâmicos. Serão apresentadas simulações tanto para gimbal de dois e três graus de liberdade, a primeira com dados obtidos de um veículo num terreno irregular e a segunda de dados adquiridos de um VANT em voo autônomo.

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.