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https://dspace.sti.ufcg.edu.br/jspui/handle/riufcg/42527
Title: | Feedback control of an aeropendulum based on a data-driven dynamic model |
Other Titles: | Controle de feedback de um aeropêndulo baseado em um modelo dinâmico orientado a dados |
???metadata.dc.creator???: | OLIVEIRA, Arthur Dimitri Brito. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | LIMA, Antonio Marcus Nogueira. |
???metadata.dc.contributor.advisor2???: | LIMA, Rafael Bezerra Correia. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | OLIVEIRA, Alexandre Cunha. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | Luiz, Saulo Oliveira Dornellas. |
Keywords: | Cascade control;Feedback linearization;Feedback control;Sparse identification;Parameter estimation;Data acquisition;Model refinement;Controle em cascata;Linearização por realimentação;Controle por realimentação;Identificação esparsa;Estimação de parâmetros;Aquisição de dados;Refinamento de modelos |
Issue Date: | 26-Oct-2023 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | OLIVEIRA, Arthur Dimitri Brito. Feedback control of an aeropendulum based on a data-driven dynamic model. 2023. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023. |
???metadata.dc.description.resumo???: | Este trabalho tem como objetivo aperfeiçoar o modelo do aeropêndulo, melhorando a descrição da força de propulsão e a aquisição de dados e o desempenho em malha-fechada. Foi proposto um esquema de aquisição de baixo nível usando um Arduino Mega que captura dados relativos ao atuador previamente negligenciadas. Usando os parâmetros estimados, desenvolveu-se um modelo de simulação e aplicou-se algoritmos de identificação estado-daarte para refinar o comportamento aerodinâmico da planta. Também avaliou-se diferentes abordagens de controle por realimentação com níveis graduais de refinamento. No que diz respeito ao refinamento do modelo, a dinâmica prevista para os dados simulados utilizando o algoritmo de identificação esparsa apresentou um MSE (Mean Squared Error) da ordem de 1 × 10−10 comparado ao conjunto de teste em exemplos simulados. O desempenho do sistema em malha fechada indica que a estratégia de linearização por realimentação é a abordagem mais adequada devido à quase constante força de propulsão e comportamento linear da planta |
Abstract: | This work aims to refine the aeropendulum model by improving the thrust force description and data acquisition, looking for a better closed-loop response. We propose a low-level acquisition scheme that captures previously neglected electrical quantities using an Arduino Mega. Using the parameters estimated, we develop a simulation model and apply stateof- the-art data-driven identification algorithms to refine the aerodynamic behavior of the plant. We also assess different control approaches with gradual levels of refinement regarding the actuator. Concerning the model refinement, the predicted dynamics for simulated data using the sparse identification algorithm exhibited an MSE (Mean Squared Error) on the order of 10 × 10−10 regarding the dynamics compared to the test set in simulated examples. The system performance in closed-loop indicates that the feedback linearization strategy is the most suitable approach due to the almost constant thrust generation and linear behavior. |
Keywords: | Cascade control Feedback linearization Feedback control Sparse identification Parameter estimation Data acquisition Model refinement Controle em cascata Linearização por realimentação Controle por realimentação Identificação esparsa Estimação de parâmetros Aquisição de dados Refinamento de modelos |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Elétrica |
URI: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/jspui/handle/riufcg/42527 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Elétrica. |
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ARTHUR DIMITRI BRITO OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO - (PPGEE) 2023.pdf | 25.75 MB | Adobe PDF | View/Open |
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