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Disciplina

Controlo Óptimo

Área

Área Científica de Controlo, Automação e Informática Industrial > Controlo, Automação e Robótica

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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

Aula de Laboratório (PL): 0.5 h/semana

Trabalho Autónomo: 119.0 h/semestre

Créditos ECTS:

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).