Análise Multinível Wavelet como Função de Avaliação na Sintonia de Controladores Utilizando Metaheurísticas

Wavelet, Controle PID, MIMO, Meta-heurística, Enxame de partículas, Algoritmo genético, Algoritmo do vagalume

O controle de sistemas dinâmicos apresenta-se como um desafio, os métodos tradicionalmente utilizados na sintonia apresentam a dificuldade em expressar as especificações pretendidas e conseguir encontrar controladores que atendam a esses requerimentos, sobretudo quando o caso exige controladores mais complexos, é o caso de problemas MIMO (Multiple Input Multiple Output). Devido a crescente competitividade na indústria, torna-se imprescindível utilizar técnicas de sintonia mais eficientes e que de fato consigam encontrar controladores com desempenho pretendido. Pode-se, para isso, utilizar-se das metaheurísticas, como Particle Swarm Optimization (PSO), Algoritmo Genético (AG) e Algoritmo do Vagalume para a obtenção dos parâmetros do controlador de acordo com uma função de avaliação, a qual deve conseguir, de fato, codificar o quão bom é um dado controlador, expressando de forma adequada as especificações desejadas, de modo que a metaheurística empregada consiga encontrar o controlador ótimo, que melhor satisfaça a função de avaliação escolhida. Em vista disso, propõe-se a utilização da análise wavelet mutiníveis, já muito presente na literatura, voltada para outras aplicações, sobretudo na análise de sinais, sons e imagens, para a confecção de um índice a ser utilizado como função de avaliação na otimização da sintonia de controladores. A análise wavelet permite a apreensão de informações do comportamento e forma do sinal, informando frequência de um sinal ao longo do tempo, característica que  pode ser desejável, na avaliação e projeto de controladores sendo, assim, possível avaliar separadamente o desempenho do transitório e do regime permanente. Será feito um estudo de caso, encontrando o controle de um sistema MIMO de quatro tanques acoplados. Foi feito um estudo comparativo com outras funções de avaliação apresentadas na literatura e com o método do LGR (Lugar Geométrico das Raízes). Os controladores implementados apresentaram o desempenho esperado, e aquele encontrado utilizando o índice proposto presentou melhor desempenho.