Stabilization of takagi-sugeno fuzzy systems with application on a greenhouse

Resumen

El objetivo es el desarrollo procedimientos sistemáticos para diseñar reguladores, para sistemas no-lineales expresados en forma de Takagi-Sugeno (T-S). En los procedimientos propuestos las condiciones de estabilidad y rechazo de perturbaciones se desarrollan de forma que sean menos conservadoras que resultados previos, gracias a la utilización de funciones de Lyapunov no cuadráticas. Todos los resultados se expresan como Desigualdades Matriciales Lineales (LMIs). En primer lugar se estudia el problema de estabilización de estos sistemas mediante realimentación de la salida. En este contexto, se ha propuesto dos métodos para resolverlo: uno se basa en la utilización de un procedimiento iterativo, mientras que el segundo se basa en la solución directa de un conjunto de Desigualdades Matriciales Lineales. Se ha mostrado también cómo estas ideas pueden extenderse a sistemas no-lineales con retardos, pudiéndose imponer además requerimientos adicionales: velocidad mínima de decaimiento y rechazo de perturbaciones. Finalmente, se ha estudiado la extensión a reguladores para sistemas continuos de T-S usando la función de Lyapunov no cuadrática. La aplicación de los procedimientos desarrollados en esta tesis se muestra en el problema de mantenimiento de condiciones climáticas adecuadas para el buen crecimiento de los cultivos dentro de invernaderos. La resolución de este problema resulta fundamental para minimizar el coste económico y el impacto medioambiental de la producción agrícola. En concreto, se ha desarrollado primero un modelo T-S de invernaderos y se ha planteado la regulación de la temperatura nocturna en los meses más fríos mediante sistemas de calefacción. Una vez comprobado el buen funcionamiento del controlador desarrollado, se muestra su comportamiento experimental en lazo cerrado sobre un invernadero experimental, que muestra efectivamente la aplicabilidad práctica de la técnica propuesta.