Sistemas não lineares são aqueles em que as variáveis de entrada e de saída não seguem uma proporção direta, ou uma linha reta, como nos modelos lineares. Assim, pequenas mudanças nas entradas podem resultar em grandes variações nas saídas, resultando em respostas complexas. É o caso dos sistemas de engenharia que controlam máquinas, como robôs e veículos, inclusive autônomos e elétricos, ou, ainda, do clima, em que pequenas variações nas condições atmosféricas, por exemplo, podem levar a grandes diferenças nas previsões climáticas. 

Garantir a estabilidade de sistemas não lineares é um desafio, para o qual a pesquisadora Márcia Peixoto, professora da Universidade Politécnica Hauts-de-France, desenvolveu uma solução inovadora ao longo do doutorado realizado no Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica da UFMG. Ela é a primeira mulher a ganhar o Prêmio Capes de Tese, concedido pela Comissão de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, na área de Engenharias 4, que engloba as engenharias elétrica e biomédica, com suas respectivas subáreas. 

A pesquisadora explica que a solução passa pela realimentação estática de saída. “Quando tentamos controlar um sistema, precisamos medir os estados desse sistema, por exemplo, a velocidade, a temperatura ou a posição. Quando utilizamos a realimentação de saída para o projeto de controladores, significa que não estamos medindo todas as variáveis de estado, mas apenas algumas. Portanto, temos acesso a certas informações do sistema, como um sensor que mede a velocidade, mas não a posição ou a força. Só temos acesso a certas características, não a todas as variáveis do sistema. O desafio é garantir que, com essas medições limitadas, ainda seja possível controlar o sistema de forma eficiente”, detalha.

A inovação proposta por Marcia Peixoto diminui o esforço computacional para resolver problemas de difícil solução envolvendo sistemas não lineares. Segundo ela, as abordagens de estudos anteriores no mesmo campo de pesquisa são direcionadas a sistemas lineares. A principal referência da área é a Teoria de Aleksandr Lyapunov, cientista russo que criou a Teoria da Estabilidade de sistemas dinâmicos, em 1892.

Saiba mais sobre a pesquisa no novo episódio do Aqui tem ciência:

O trabalho foi orientado pelo professor Reinaldo Martinez Palhares, do Departamento de Engenharia Eletrônica. Além de receber bolsa de pesquisa da Capes, a pesquisadora contou com apoio da Sociedade Brasileira de Automática para participar de conferências durante o doutorado. 

Raio-x da pesquisa

Título: Static output-feedback control design for nonlinear systems – polytopic based approaches
O que é: Tese de doutorado que apresenta solução inovadora para o controle de sistemas não lineares, a partir da realimentação estática de saída, com base em modelos politópicos, diminuindo o esforço computacional para resolver problemas neste campo.
Autora: Márcia Luciana da Costa Peixoto
Programa de Pós-graduação: Engenharia Elétrica
Orientador: Reinaldo Martinez Palhares
Ano de defesa: 2023 

O episódio 187 do Aqui tem ciência tem produção de Júlia Rhaine, roteiro e apresentação de Alessandra Ribeiro e trabalhos técnicos de Cláudio Zazá. O programa é uma pílula radiofônica sobre estudos realizados na UFMG e abrange todas as áreas do conhecimento. A cada semana, a equipe da emissora apresenta os resultados de uma pesquisa desenvolvida na Universidade. O programa vai ao ar na frequência 104,5 FM e na página da emissora, às segundas, às 11h, com reprises às sextas, às 20h, e pode ser ouvido também em plataformas de áudio como Spotify e Amazon Music.