Disciplina
Controlo Óptimo
Área
Área Científica de Controlo, Automação e Informática Industrial > Controlo, Automação e Robótica
Activa nos planos curriculares
MEMec 2021 > MEMec 2021 > 2º Ciclo > Área Principal > Áreas de Especialização > Área de Especialização em Sistemas > Controlo Óptimo
MEMec 2006 > MEMec 2006 > 2º Ciclo > Áreas de Especialização > Sistemas > Controlo Óptimo
Nível
Quatro testes ou um exame (40%) com hipótese de repetição de um teste. Projecto de Laboratório com três relatórios entregues (60%). Nota mínima: 9.5 valores (em 20) em cada componente.
Tipo
Não Estruturante
Regime
Semestral
Carga Horária
1º Semestre
3.0 h/semana
0.5 h/semana
119.0 h/semestre
Objectivos
Dar ao aluno a capacidade de: i) projectar controladores óptimos baseados em modelos dinâmicos descritos na representação em espaço de estados, nos domínios do tempo contínuo e tempo discreto; ii) projectar observadores e estimadores de estado para sistemas determinísticos e estocásticos; iii) projectar controladores preditivos. Aplicação a problemas reais de engenharia em ambiente laboratorial.
Programa
Representação em espaço de estados de sistemas dinâmicos lineares no domínio do tempo contínuo e do tempo discreto. Formas canónicas de representação, conversão entre representações, solução homogénea e não homogénea da equação de estado. Propriedades de controlabilidade e observabilidade. Estabilidade de Lyapunov. Controlo por realimentação de estado. Projecto de regulador e seguidor por colocação de pólos: método de Bass-Gura e fórmula de Ackermann. Observador e estimador de estados: observador de Luenberger, teorema da separação. Formulação geral do problema de controlo óptimo: funcional de custo, estado final fixo e livre. O regulador linear quadrático: solução óptima e sub-óptima. Propriedades do regulador linear quadrático. O regulador linear quadrático gaussiano. Filtro de Kalman e filtro de Kalman estacionário. Controlo Preditivo: princípio do horizonte recidivo; função objectivo; solução do controlo preditivo generalizado. Trabalho experimental no laboratório.
Metodologia de avaliação
Quatro testes ou um exame (40%) com hipótese de repetição de um teste. Projecto de Laboratório com três relatórios entregues (60%). Nota mínima: 9.5 valores (em 20) em cada componente.
Pré-requisitos
Aprovação em Controlo de Sistemas ou UC equivalente.
Componente Laboratorial
1. Modelação e análise de propriedades do sistema 2. Projecto de controlador óptimo com observador de estado 3. Implementação de controlador digital e demonstração prática
Princípios Éticos
Todos os membros do grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo o aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa Avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.
Componente de Programação e Computação
Programação em Matlab/Simulink.
Componente de Competências Transversais
Trabalho de laboratório realizado em grupo exige pensamento crítico e inovador, tomada de decisão, trabalho em equipa, liderança, capacidade de comunicação oral, utilização de ferramentas informáticas de multimédia (20% da componente de avaliçao do Projecto de Laboratório).
Bibliografia
Principal
“Discrete time control systems”
Supporting notes to the course “Optimal Control”
Supporting notes to the course “Optimal Control”
"Controlo no Espaço de Estados” (in portuguese)