Utilização da lógica difusa no controle inteligente de sistemas eletro-hidráulicos

Electro-hydraulic servo-systems are widely employed in industrial applications such as robotic manipulators, active suspensions, precision machine tools and aerospace systems. They provide many advantages over electric motors, including high force to weight ratio, fast response time and compact size. However, precise control of electro-hydraulic systems, due to their inherent nonlinear characteristics, cannot be easily obtained with conventional linear controllers. Most flow control valves can also exhibit some hard nonlinearities such as deadzone due to valve spool overlap on the passage´s orifice of the fluid. This work describes the development of a nonlinear controller based on the feedback linearization method and including a fuzzy compensation scheme for an electro-hydraulic actuated system with unknown dead-band. Numerical results are presented in order to demonstrate the control system performanceSistemas eletroidráulicos são amplamente utilizados em aplicações industriais, tais como manipuladores robóticos, suspensões ativas, máquinas ferramentas de precisão e sistemas aeroespaciais. Eles oferecem muitas vantagens sobre os motores elétricos, incluindo alta força em relação ao peso, tempo de resposta rápido e tamanho compacto. No entanto, o controle preciso de sistemas eletroidráulicos, devido à sua inerente característica não linear, não pode ser facilmente obtido com os controladores lineares convencionais. Hoje em dia, graças ao desenvolvimento da Teoria da Estabilidade, proposta pelo matemático russo Lyapunov, e com os avanços da tecnologia computacional, as técnicas de controle não linear vêm sendo cada vez mais utilizadas. A maioria das válvulas de controle de fluxo, além de possuir as não linearidades comuns geradas pela compressibilidade do fluido, também podem apresentar algumas não linearidades, como a zona morta devido à sobreposição do carretel da válvula no orifício de passagem do fluido, impedindo o escoamento mesmo para um pequeno deslocamento do carretel, degradando a performance do controlador e gerando instabilidade no sistema em malha fechada. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um controlador não linear, baseado no método de linearização por realimentação com a inclusão de uma estratégia de compensação difusa implementada matematicamente na dinâmica do modelo de um sistema acionado eletroidraulicamente com banda morta desconhecida. Resultados numéricos são apresentados para demonstrar o desempenho do sistema de control