
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Não Informado
Departamento: Não Informado
Dimensão Institucional: Pós-Graduação
Dimensão ODS: Econômica
Tipo do Documento: Tese
Título: CONTRIBUTION TO STATE ESTIMATION OF SEMILINEAR PARABOLIC DISTRIBUTED PARAMETER SYSTEMS WITH APPLICATIONS TO TRANSPORT REACTION SYSTEMS
Orientador
- DANIEL FERREIRA COUTINHO
Aluno
- IVAN FRANCISCO YUPANQUI TELLO
Conteúdo
Os sistemas de reação de transporte são descritos por equações diferenciais parciais parabólicas semilineares (pdes) e são fundamentais em aplicações onde os processos de difusão devem ser considerados explicitamente. o problema de estimação de estado com base em medições distribuídas no domínio não é trivial. neste trabalho, abordamos esse problema para uma determinada classe de sistemas de reação de transporte. para realizar essa tarefa, propomos estratégias de projeto do observador no quadro de ambas as abordagens de agrupamento inicial e tardia. em relação à abordagem de agrupamento inicial para o projeto do observador de estado, usamos o método dos resíduos ponderados (mwr), que abrange o método de colocação ortogonal, para derivar um modelo de ordem reduzida aproximado, expresso como um conjunto de equações diferenciais ordinárias (odes) sujeito às restrições algébricas. em seguida, um método de projeto baseado em lyapunov é proposto para o modelo de ordem reduzida que fornece condições de projeto suficientes em termos de desigualdades matriciais lineares padrão (lmis) visando a convergência exponencial do erro de estimativa com uma taxa de decaimento prescrita. o desempenho do observador é ainda melhorado por meio de um algoritmo off-line do posicionamento ótimo dos sensores considerando a parametrização da matriz de saída de ordem reduzida. com respeito à abordagem de agrupamento tardio, em primeiro lugar, estudamos a representação em operadores de semigrupo que nos leva ao uso das propriedades de decomposição espectral relacionadas aos operadores diferenciais parabólicos. assim, objetivamos obter condições de síntese de observador de estado suficientes com base nas propriedades locais de lipschitz das funções do vetor de taxa de reação considerando um ganho de injeção de tipo modal. em segundo lugar, o método de projeto baseado em lyapunov é proposto para a estabilização da dinâmica do err de estimação. a abordagem usa matrizes definidas positivas para parametrizar uma classe de funcionais de lyapunov que são positivos no espaço das funções integráveis quadradas de lebesgue. assim, as condições de estabilidade podem ser expressas como um conjunto de restrições lmi que podem ser resolvidas numericamente usando programação de soma de quadrados (sos) e ferramentas de programação semidefinida (sdp). ao longo dos capítulos desta tese, todas essas técnicas e métodos propostos são aplicados e testados numericamente aos casos representativos de processos de reatores tubulares bioquímicos. os resultados da simulação apoiam a eficácia dos projetos sugeridos. finalmente, o problema de monitoramento de propagação do covid-19 é abordado na parte de aplicação desta tese. em particular, abordamos a estimação de estado do modelo compartimental modelado por um sistema de equações diferenciais parciais, que descreve a propagação da doença infecciosa em uma população hospedeira. o método de projeto baseado em lyapunov e parametrização polinomial das variáveis de decisão é usado para derivar um problema de programação semi-definida cuja solução fornece os ganhos de injeção do observador de estado do tipo luenberger. experimentos numéricos são apresentados para ilustrar a eficiência do método.
Índice de Shannon: 3.89823
Índice de Gini: 0.927064
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
4,52% | 4,76% | 7,95% | 5,65% | 4,79% | 5,67% | 5,92% | 6,18% | 6,46% | 7,37% | 14,40% | 4,42% | 3,58% | 5,17% | 3,95% | 9,19% |
ODS Predominates


4,52%

4,76%

7,95%

5,65%

4,79%

5,67%

5,92%

6,18%

6,46%

7,37%

14,40%

4,42%

3,58%

5,17%

3,95%

9,19%