Analise de estabilidade e controle de sistemas lineares incertos por funções de Lyapunov dependentes de parametros

Resumo: Este trabalho trata da obtenção de condições suficientes de estabilidade robusta de sistemas lineares incertos (incerteza politópica), tanto contínuos quanto discretos no tempo, através de funções de Lyapunov dependentes de parâmetros e desigualdades matriciais lineares (em inglês, LMI's - Linear Matrix Inequalities). As condições de estabilidade robusta são usadas diretamente na determinação de domínios de estabilidade dos sistemas lineares incertos. O problema de estabilização robusta, via realimentação de estados, também é tratado através da parametrização convexa da solução da equação de Lyapunov, no contexto de sistemas lineares com controladores que variam com os parâmetros, usando como ponto de partida as condições suficientes de estabilidade robusta estabeleci das neste trabalho. Adicionalmente, a determinação de domínios de não fragilidade de controladores (em casos de realimentação de estática de estados ou da saída, e realimentação dinâmica de saída) é ilustrada. Tais condições suficientes de estabilidade robusta também são exploradas, em conjunto com os algoritmos genéticos (usados apenas como ferramentas de busca no universo de parâmetros do controlador), na obtenção de controladores robustos, trabalhando diretamente sobre o espaço dos parâmetros do controlador e permitindo a imposição de restrições de estrutura sobre os mesmos Finalmente, a síntese de controladores que variam linearmente com os parâmetros incertos também é apresentada como uma extensão da aplicação da abordagem que envolve algoritmos genéticosAbstract: This work deals with the study of sufficient robust stability conditions for uncertain linear systems (politopic uncertainty), in both continuous and discrete-time, using parameter dependent Lyapunov functions and Linear Matrix Inequalities (LMI's). The robust stability conditions are directly used to determine the stability domain of uncertain linear systems. The state feedback stabilization problem is also treated through the convex parametrization of the solution of the associate Lyapunov equation, in the context of linear parameter varying systems, using as starting point the sufficient robust stability conditions obtained in this work. Additionaly, the determination of the non-fragile stability domains for the controlers (static state or output feedback, and dynamic output feedback) is illustrated. Those sufficient robust stability conditions are also exploited, in conjuction with genetic algorithms (here, used only as a search tool) to compute robust controllers, searching directly in the parameter domain of the controller, thus allowing the inc1usion of additional controller structure constraints. Finally, the synthesis of LPV controllers is also presented as an extention of the combined robust stability conditions and genetic algorithms approac