Identificação paramétrica não linear de um servoposicionador hidráulico

Abstract

Neste trabalho, é abordada a identificação de sistemas não lineares, com enfoque na obtenção de modelos paramétricos para um servoposicionador hidráulico. É desenvolvida a modelagem matemática não linear do servoposicionador e do modelo do coeficiente de atrito viscoso variável, os quais são considerados como base para obtenção de uma estrutura de modelo não linear de tempo discreto. A identificação é realizada por meio de um problema de otimização, considerando a minimização do erro de simulação entre a saída do modelo e a posição do atuador hidráulico. Os resultados mostram que é possível realizar a identificação paramétrica do servoposicionador de modo a se obter uma boa descrição de sua dinâmica. De forma complementar, também é descrita a identificação de um processo de nível de um tanque, utilizando duas estruturas de modelos com parametrização linear, mas adotando um regressor linear e outro não linear, assim como um exemplo de validação do modelo de atrito adotado.

In this work, the identification of nonlinear systems is discussed, with emphasis on obtaining parametric models for a hydraulic servoactuator. A nonlinear model is derived, considering not only the actuator, but also a variable viscous friction coefficient. The mathematical description is then generalized into a discrete-time nonlinear model structure. The identification process is defined through an optimization problem, consisting of the minimization of the simulation error between the simulated model output and the actual position of the actuator. Results show that a nonlinear parametric model for the actuator can be obtained, displaying a good dynamical response in relation to the position of the hydraulic servoactuator. Furthermore, complimentary examples are presented, such as the identification of a tank level process comparing the simulated outputs of models with linear parametrization, but contemplating a linear and a nonlinear regressor, in addition to a validation example for the nonlinear friction model.