TCO: TÓPICOS ESPECIAIS EM CONTROLE ÓTIMO€¢ Elaboração de um artigo (50%); ... Hendrik Wade...
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Currículo Resumido • Curso Técnico em Eletro-Eletrônica – ETEP (São José dos Campos - SP)
• Iniciação científica (estatística)
• Estágio – empresa ITA júnior: microcontroladores.
• Engenharia de Controle e Automação – Unifei (Itajubá – SP)
• Monitoria de Física
• Iniciação científica e Trabalho de Diploma (PDI e Visão Computacional)
• Estágio – Citech – Sistemas Supervisórios, CLP, Banco de Dados
• Mestrado e Doutorado em Engenharia Eletrônica e Computação na área de Sistemas e
Controle – ITA (São José dos Campos - SP). Orientadores: Prof. Dr. Takashi Yoneyama e
Prof. Dr. Roberto Kawakami Harrop Galvão.
• Cargo de Professor Adjunto na UDESC desde Setembro de 2011. Membro do Grupo de
Controle do DEE.
• Principais áreas de Interesse: Teoria de Controle, Controle Preditivo, Controle Tolerante a
Falhas, Estimação Paramétrica, Desenvolvimento de Plantas Didáticas.
TCO– Plano de Ensino Resumido
• Revisão de representação matemática de sistemas;
• Definição de requisitos de desempenho;
• O problema do controle ótimo;
• Problema linear-quadrático;
• Otimização e métodos numéricos em controle ótimo;
• Ajuste ótimo de controladores;
• Noções de controle adaptativo ótimo;
• Noções de controle preditivo;
• Estudo de casos.
Livros Base
• KIRK, Donald E. Optimal control theory: an introduction. Mineola, NY: Dover
Publications, 1970. 452 p.
• ASTRÖM, Karl J. Adaptive control. 2 ed. New York: Addison Wesley, 1995.
574 p.
• ASTRÖM, Karl J; HÄGGLUND, Tore THE INTERNACIONAL SOCIETY FOR
MEASUREMENTO AND CONTROL. PID Controllers. 2nd. ed. North
Carolina: ISA, c1995. 343 p.
• AGUIRRE, Luís Antônio. Enciclopédia de automática: controle &
automação. São Paulo: Blucher, 2007. 3 v.
• HEMERLY, Elder Moreira. Controle por computador de sistemas
dinâmicos. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2000. 249 p.
TCO • Site (Recados, Notas, Material de Aulas, Listas de Exercícios):
http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/marianasantos/
Verifique o site regularmente!!!
• Avaliação:
• Elaboração de um artigo (50%);
• Participação durante as aulas (20%);
• Desafios (30%).
• Pontualidade e Frequência:
• Para ser aprovado é necessário um mínimo de 75% de 60 horas/aula = 45
presenças!
BREVE HISTÓRIA DA TEORIA DE CONTROLE
Baseado no material didático do Prof. Takashi
Yoneyama disponível em: http://www.ele.ita.br/~takashi/
Breve história da teoria de controle
James Watt (1736 - 1819)
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Edward John Routh
(1831 - 1907)
Adolf Hurwitz (1859 - 1919)
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Alexander M. Lyapunov (1857 - 1918)
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Entre guerras:
• Desenvolvimento de amplificadores para telefonia;
• Domínio da Frequência: banda passante, margens de ganho e fase.
Harry Nyquist
(1889-1976)
Nathaniel B. Nichols
(1914-1997)
Hendrik Wade Bode
(1905-1982) Harold Stephen Black
(1898-1983)
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Hendrik Wade Bode
(1905-1982)
0
-20
0
-20
-40
-60
-80
.1 1 10
.1 1 10
Curva de Bode de Magnitude
Curva de Bode de Fase
rd/ s
G(j )
dB
G(j )
o
rd/ s
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
GMA j
GMA j
Nathaniel B. Nichols
(1914-1997)
Harold Stephen Black
(1898-1983)
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
a
b
c
d
f
g
h
e
-1
G(a)
G(b)
G(d)
G(e)
G(f )
G(g)
G(h)G(c)
-1-2
G(.)
Im[s]
Re[s]
Im[G(s)]
Re[G(s)]
Harry Nyquist
(1889-1976)
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Walter R. Evans
(1920-1999)
K= 35.7
BK= -2.22
BK= 0.4654
o
60o
0.67
Im
Re
K= 23.3
regra 1
regra 4
regra 2
regra 5
regra 3
regra 6
regra 6
regra 5
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
O ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) foi o
primeiro computador digital eletrônico de grande escala. Criado em fevereiro
de1946 pelos cientistas norte-americanos John Eckert e John Mauchly, da Electronic
Control Company.
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Pós-computacional
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Pré-computacional Pré-científica
Transistor
Prêmio Nobel 1956
Shockley, Bardeen e Brattain
dez 1947
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Pós-computacional
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Pré-computacional Pré-científica
Intel 4004 é uma Unidade
Central de Processamento com
4-bits. Fabricado pela Intel
Corporation em 1971, foi o
primeiro microprocessador em
um chip simples, assim como o
primeiro disponível
comercialmente.
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Richard E. Bellman
(1920)
Lev Semenovich Pontryagin (1908 - 1988)
dt)}t(u)t(u)t(x{(.)]u(.),u[J 2
2E
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0
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dx
1321
24MR2
)]t(xP)[t(x)t(xdt
dx323
3
)t(ux)t(xdt
dx234
4
x1(t) densidade de mosquitos
x2(t) densidade de mosquitos carregando vírus
x3(t) número de pessoas com dengue
x4(t) grau de motivação popular para combater mosquitos
Minimizar
s.a.
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Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
kkkk xAx ||1ˆˆ
TTkkkk CQCHKAPHKAP 1
1|1||ˆˆˆ kkkkkkkk xHyKxx
1 TT
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R. E. Kalman (1930)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-2
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2
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0
5
y
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-2
0
2
4
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-10
0
10
20x2
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Lotfi Zadeh
1
AG
E1
1
AP
E1
1
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E2
1
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0 e1 0 e2 0
u
Regra 1
Regra 2
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w2
u = p e + q e + r1 1111 2
2u = p e + q e + r
2122 2
22
2
w u + w u
1
11
w + wu=
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Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
Kumpati S. Narendra
ukRedeNeural
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z-1z-1z-1
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ek-2 ek-nek-1
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Warren S. McCulloch
Donald O. Hebb
(1904 - 1985)
Breve história da teoria de controle
Pós-computacional
1769 1948
Pré-computacional Pré-científica
K. J. Åström (1934)
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11
1
Separação
Equivalência
à Certeza
Self Tuning Regulator
Breve história da teoria de controle
• Controle Preditivo baseado em Modelos
Richalet et al (1976) e Cutler e Ramaker (1979)