Controladores por modo deslizante para a umidade do solo modelado por equação diferencial parcial parabólica não-linear

Jose Luis Huayanay Villar; José Paulo Vilela Soares da Cunha

doi:10.20906/sbai.v1i1.2866

Jose Luis Huayanay Villar Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica, Universidade do Estado do Rio de Janeiro
José Paulo Vilela Soares da Cunha Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

DOI: https://doi.org/10.20906/sbai.v1i1.2866

Keywords: Sliding mode control, Partial differential equation, Richards equation, Nonlinear dynamics, Cascade control, Non-collocated control, Irrigation control

Abstract

O controle por modo deslizante (SMC) é aplicado para regular o conteúdo da água no solo tendo-se em vista a irrigação de precisão. A dinâmica da infiltração da água em meio poroso (solo) é modelada pela equação de Richards, que é uma equação diferencial parcial (EDP) parabólica não-linear. Dois objetivos de controle são considerados: o controle da umidade média e o controle do conteúdo de água em uma profundidade especificada no solo. Para isto, são propostas estratégias SMC, destacando-se o uso de um controlador com ações proporcional e integral conectado em cascata para o caso de sensor e atuador não colocados. Os resultados de simulações indicam o excelente desempenho desses sistemas de controle e a rejeição de perturbações externas causadas pela evaporação da água ou chuva.