Identificação por subespaços e controle com estrutura variável e modos deslizantes com chaveamento suavizado da posição angular do joelho do paciente paraplégico
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Magan, Murillo Vilela
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Resumo
Resumo: Este trabalho aborda a técnica de identificação de sistemas multivariáveis por subespaços e o controle com estrutura variável e modos deslizantes, com chaveamento suavizado, aplicado à planta multivariável do paciente paraplégico A principal contribuição desta pesquisa está na utilização de algoritmos de identificação por subespaços que não são polarizados pela presença de ruídos brancos e/ou coloridos, conhecido como método de variáveis instrumentais, utilizando técnicas não iterativas e de rápida obtenção do modelo Foi utilizada uma planta não linear do paciente paraplégico como base para as simulações de identificação As saídas da planta foram levadas empiricamente até o ponto de operação determinado (3º), através de um sinal de rampa e degrau, e então foram aplicados sinais binários pseudoaleatórios para a excitação persistente do sistema nesse ponto de operação Assim, foi obtido um modelo linear, através dos algoritmos de identificação, que melhor representa o sistema em torno do ponto de operação A partir da obtenção do modelo, foi abordado o Controle com Estrutura Variável e Modos Deslizantes de Ordem Completa, no qual uma lei de controle por realimentação de estados com o chaveamento descontínuo é utilizado, fazendo com que a trajetória de estados se mantenha em uma superfície de chaveamento projetada, tornando o sistema insensível a ruídos O projeto dessa superfície foi realizado por abordagem via Desigualdades Matriciais Lineares, no qual foram inseridas restrições de passividade, D-estabilidade, restrição do sinal de entrada da planta e a presença de incertezas paramétricas limitadas em norma, garantindo assim a estabilidade do sistema e um comportamento transitório desejado Foi incluída também uma função contínua saturada suavizada à lei de chaveamento, minimizando o efeito de trepidação presente nas saídas, devido ao chaveamento de alta frequência da lei de controle Os resultados de identificação e controle dessa pesquisa foram obtidos em simulações, através do uso do ambiente Matlab/Simulink, e os mesmos foram analisados por índices de qualidade que comprovam a boa performance das técnicas de identificação e controle
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Palavras-chave
Engenharia biomédica, Paraplégicos, Joelhos, Anomalias, Teoria de comutação, Biomedical Engineering, Paraplegics, Knee, Switching theory, Electric engineering, Abnormalities