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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11856
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Modelagem e controle por modo deslizante do conteúdo da água no solo para irrigação de precisão |
Título(s) alternativo(s): | Modeling and sliding mode control of the water content for precision irrigation |
Autor: | Molina, Nataly Ines Challapa ![]() |
Primeiro orientador: | Cunha, José Paulo Vilela Soares da |
Primeiro membro da banca: | Oliveira, Tiago Roux de |
Segundo membro da banca: | Peixoto, Alessandro Jacoud |
Terceiro membro da banca: | Oliveira, Vilma Alves de |
Resumo: | Nesta Dissertação são propostas estratégias de controle para a irrigação. O objetivo é controlar o conteúdo da água no solo. O modelo da dinâmica da propagação da água no solo é representado pela equação diferencial parcial de Richards. Uma das estratégias de controle analisadas usa ações proporcional e integral (PI). A função de transferência da equação de Richards é usada para a análise e o projeto do controlador PI, de uma forma diferente da encontrada na literatura. Outras duas estratégias desenvolvidas são baseadas em controle por modo deslizante (sliding mode control | SMC) para o controle da média do conteúdo da água numa faixa do solo e do conteúdo da água no solo em uma profundidade especificada, para as quais foram propostas superfícies de deslizamento não usuais. Foi abordado o SMC não colocado de equações diferenciais parciais, isto é, quando o sensor e o atuador estão em posições distintas, o que também não foi encontrado na literatura. Suas propriedades de estabilidade são estudadas com o auxílio de funções de Lyapunov e o critério frequencial de estabilidade de Mikhailov. O desempenho dos controladores é avaliado por simulações, nas quais se verifica que o SMC torna a umidade do solo imune a perturbações causadas pela evaporação da água. |
Abstract: | This thesis proposes control strategies for irrigation control. The objective is to control the water content in the soil. The dynamic model of water propagation in the soil is represented by the Richards partial differential equation. One of the analyzed control strategies applies proportional and integral (PI) actions. The transfer function of the Richards equation is used for PI controller analysis, unlike previous approaches found in the literature. Two other sliding mode control (SMC) strategies are developed to control the mean water content and water content at a specified depth. For these purposes, unusual sliding manifolds are proposed. It was considered the non-collocated SMC of partial differential equations, that is, where the sensor and the actuator are at different positions, which was also not found in the literature. Their stability properties are analyzed using Lyapunov functions and the Mikhailov frequency criterion of stability. The performances of the controllers are evaluated by simulations, which lets verify that the SMC makes the water content of the soil immune to disturbances due water evaporation. |
Palavras-chave: | Electronic engineering Irrigation control Richard equation Partial differential equations Sliding mode control PI control Engenharia eletrônica Controle da irrigação Equação de Richards Equações diferenciais parciais Controle por modo deslizante Controle PI |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | BR |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica |
Citação: | MOLINA, Nataly Ines Challapa. Modelagem e controle por modo deslizante do conteúdo da água no solo para irrigação de precisão. 2017. 105 f. Dissertação (Mestrado em Redes de Telecomunicações; Sistemas Inteligentes e Automação) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11856 |
Data de defesa: | 17-Fev-2017 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Eletrônica |
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