Controle SD-H2 aplicado ao pêndulo de furuta e conversor boost

Abstract

Este trabalho propõe a aplicação de controladores Sampled-Data H2 (SD-H2) baseados em Desigualdades Matriciais Lineares Diferenciais (Differential Linear Matrix Inequalities, DLMIs) a diferentes modelos de acordo com suas especificidades. A estratégia visa garantir desempenho robusto frente a perturbações e incertezas politópicas, considerando as características dinâmicas e os efeitos da discretização do sistema. A abordagem aplicada ao controle do pêndulo de Furuta envolve a análise de robustez, a variação paramétrica e a rejeição a perturbações de cargas dentro de um modelo com dois graus de liberdade, através da variação da massa aplicada à haste e de perturbações. A validação ocorreu por meio da comparação com o Regulador Quadrático Linear Discreto (Linear Quadratic Regulator, LQR). A segunda abordagem incorporou uma ação integral ao método Sampled-Data H2, aplicado a um conversor boost com célula de comutação de três estados (3-State Switching Cell, 3SSC), comparando robustez e eficiência frente a uma estratégia de Controle Preditivo de Modelo Robusto Comutado (Switched Robust Model Predictive Control, SR-MPC) proposta por Alves et al. (2022). Por meio da análise das respostas temporais e dos índices de desempenho, os resultados demonstram que a proposta é eficaz em assegurar estabilidade e robustez do sistema de malha fechada frente às incertezas. Além disso, os controladores propostos apresentaram desempenho superior aos benchmarks, reforçando sua aplicabilidade em sistemas dinâmicos não lineares. Os critérios de convergência do método proposto permanecem como uma limitação que merece investigação futura.