Desenvolvimento de um método de controlo baseado na lei de atração gravitacional newtoniana

Abstract

Ao longo do tempo, o ser humano tem procurado e encontrado na natureza a inspiração para resolver problemas da engenharia. Desta maneira, têm sido desenvolvidos vários métodos de controlo inspirados na natureza, tais como a lógica difusa ou as redes neuronais. Este trabalho explora a aplicação de sistemas de convergência para a área do controlo, sendo que a gravidade constitui um dos maiores sistemas convergentes que rodeia o ser humano no seu dia a dia, atraindo todos os objetos para um ponto específico. Esta dinâmica de atração, tal como formalizada por Newton através da conhecida Lei de Atração Gravitacional, será a base para o desenvolvimento de um novo método de controlo. Ao longo do trabalho será então analisada a dinâmica gravitacional que permitirá o projeto do controlador através das equações matemáticas que a descrevem. De seguida, serão definidos os métodos de estudo do controlador proposto perante funções de transferência de segunda e terceira ordem para conseguir a simulação e experimentação, com o objetivo de, finalmente, analisar os resultados e demonstrar o potencial deste novo método proposto.

Over time, the human being has searched and found in nature the inspiration for solving many engineering problems. Thus, there have been developed several nature inspired control methods, like fuzzy logic or neuronal networks. This paper explores the application of convergence systems in the control area, knowing that gravity represent one of the biggest convergence systems that surrounds the human daily, attracting all objects towards a specific point. This attraction dynamic, formalized by Newton in the law of universal gravitation, would be the base for the development of a new control method. Throughout this thesis, mathematical equations that describe gravitational dynimics would be analised in order to allow the controller design. Then, study methods will be defined for analysing, throught simulation and experimentation, controller behavior towards second and third order transfer functions. Finally, results will be analysed for proving this new control method potential.