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Controlo em Sistemas Ciber-Físicos

Objetivos

Nesta unidade curricular pretende-se que os alunos fiquem com uma visão global dos métodos e arquiteturas de decisão e controlo utilizadas em sistemas ciber-físicos, compreendendo as potencialidades destes mas também as suas limitações. Em simultâneo, pretende-se que tenham também uma experiência de desenho e implementação de estratégias de controlo que ofereçam soluções para um problema concreto.

Neste sentido, os objetivos de aprendizagem concretos que se esperam nesta disciplina são os seguintes:
OA1. Analisar e modelar sistemas dinâmicos complexos tendo em vista a aplicação das estratégias de controlo abordadas;
OA2. Compreender e desenhar controladores preditivos baseados em modelos;
OA3. Compreender as diferentes arquiteturas de controlo e implicações do uso de redes de comunicação para controlo;
OA4. Desenvolver soluções para problemas concretos de decisão e controlo em sistemas ciber-físicos.

Caracterização geral

Código

12706

Créditos

6.0

Professor responsável

Daniel de Matos Silvestre

Horas

Semanais - 4

Totais - 56

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

A disponibilizar brevemente

Bibliografia

Recomendada:
- Slides das aulas teóricas, Bruno Guerreiro, 2022.
- Predictive Control for Linear and Hybrid Systems, Borrelli, Bemporad, Morari, Cambridge, 2017.
- Model Predictive Control: Theory, Comp., and Design, J. Rawlings, D. Mayne, M. Diehl, Nob Hill, 2017.

Complementar:
- Exercícios, Bruno Guerreiro, 2022.
- Enunciados dos projetos, Bruno Guerreiro, 2022.
- Model Predictive Control System Design and Implementation Using MATLAB, Liuping Wang, Springer, 2009.
- Predictive control: with constraints, Jan Marian Maciejowski, Pearson education, 2002.
- Hybrid Systems: Modeling, Analysis and Control, J. Lygeros, C. Tomlin, and S. Sastry, 2008.
- MATLAB Primer: https://www.mathworks.com/help/pdf_doc/matlab/getstart.pdf
- Simulink User Guide: https://www.mathworks.com/help/pdf_doc/simulink/sl_using.pdf

Método de ensino

A disponibilizar brevemente

Método de avaliação

A disponibilizar brevemente

Conteúdo

M0. Introdução e desafios em sistemas ciber-físicos
M1.1. Representação de sistemas por modelo de estado em tempo discreto
M1.2. Otimização e controlo ótimo
M2.1. Introdução ao projeto de sistemas preditivos de controlo baseados em modelos (MPC)
M2.2. Inclusão de restrições no projeto MPC
M3.1. Otimização distribuida e controlo em rede
M3.2. Projeto de MPC descentralizado
M3.3. Projeto de MPC distribuído (DMPC)
M4.1. Modelação de sistemas híbridos
M4.2. Controlo preditivo de sistemas híbridos
M5.1. Controlo preditivo não linear (NMPC)
M5.2. Análise de viabilidade e estabilidade