Controladores para irrigação automática de solos modelados por equações diferenciais parciais não-lineares

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Tipo do documento:	Dissertação
Título:	Controladores para irrigação automática de solos modelados por equações diferenciais parciais não-lineares
Título(s) alternativo(s):	Controllers for automatic soil irrigation modeled by nonlinear partial differential equations
Autor:	Huayanay Villar, Jose Luis
Primeiro orientador:	Cunha, José Paulo Vilela Soares da
Primeiro membro da banca:	Oliveira, Tiago Roux de
Segundo membro da banca:	Costa Junior, Ademar Gonçalves da
Terceiro membro da banca:	Oliveira, Vilma Alves de
Resumo:	Nesta dissertação são propostas estratégias de controle para a irrigação de precisão. Os objetivos são desenvolver, analisar e testar métodos para controlar automaticamente o conteúdo de água no solo. O controle por modo deslizante (SMC) é aplicado para regular o conteúdo de água no solo de forma robusta, a incertezas paramétricas e perturbações. A dinâmica da infiltração da água em meio poroso (solo) é modelada pela equação de Richards, que é uma equação diferencial parcial (EDP) parabólica não-linear. Dois objetivos de controle são considerados: o controle da umidade média numa camada próxima à superfície e o controle do conteúdo de água em uma profundidade especificada no solo. Para isso, estratégias SMC são propostas, destacando-se o uso de um controlador com ações proporcional e integral conectado em cascata para o caso de sensor e atuador não colocados. Os resultados de simulações indicam o bom desempenho desses sistemas de controle e a rejeição de perturbações causadas pela evaporação da água ou chuva.
Abstract:	Control strategies for precision irrigation are proposed. The objective is to develop, analyze and test methods to automatically control the water content in the soil. Sliding mode control (SMC) is applied to regulate the water content in the soil with robustness to parametric uncertainties and disturbances. The dynamics of water infiltration in porous media (soil) is modeled by the Richards equation, which is a nonlinear parabolic partial differential equation (PDE). Two control objectives are considered: control of the average moisture in a layer near the surface and control of the moisture at a specified depth. SMC strategies are proposed, highlighting the use of a controller with proportional and integral actions connected in cascade for the case of non-collocated sensor and actuator. Simulation results indicate the performance of these control systems and the rejection of external disturbances such as water evaporation or rain.
Palavras-chave:	Engenharia eletrônica Controle automático Equações diferenciais parciais Sistemas de controle supervisório Electronic engineering Automatic control Partial differential equations Supervisory control systems
Área(s) do CNPq:	ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Idioma:	por
País:	Brasil
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:	HUAYANAY VILLAR, Jose Luis. Controladores para irrigação automática de solos modelados por equações diferenciais parciais não-lineares. 2021. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrônica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17754
Data de defesa:	16-Jul-2021
Aparece nas coleções:	Mestrado em Engenharia Eletrônica

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