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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8ZRQHX
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Sistema de controle de frenagem para trens metropolitanos de tração elétrica |
Autor(es): | Paulo César do Nascimento |
Primeiro Orientador: | Fabio Goncalves Jota |
Primeiro membro da banca : | Eduardo Mazoni Andrade Marcal Mendes |
Segundo membro da banca: | Rafael Emilio Lopes |
Resumo: | Este trabalho apresenta o projeto de um sistema de controle de frenagem para veículos metroferroviários tendo como referência o sistema do metrô de Belo Horizonte. Está dividido nas etapas de descrição do sistema existente, modelagem matemática, projeto de controle e testes simulados, bem como a análise destes resultados e sugestões para trabalhos futuros. O sistema de frenagem atualmente em operação no metrô estudado não possui um aproveitamento da energia gerada e ainda não detecta fenômenos de patinagem e derrapagem dos rodeiros, que podem levar a uma situação de insegurança para os passageiros das composições. Desta forma, são propostas duas alternativas de sistemas de controle de frenagem com o objetivo de, além de deixar o sistema mais seguro, proporcionar uma utilização mais eficiente da energia utilizada. São utilizadas técnicas de modelagem baseadas na física do processo para o simulador do comportamento dinâmico do metrô, modelagem pela resposta ao degrau (método da Resposta Complementar) para obtenção de variáveis dinâmicas integrantes dos índices de desempenho avaliados, como aceleração e distancia de parada, e modelagem em tempo discreto com o método de estimação recursiva para os modelos para controle. Para sintonia dos controladores PI foi utilizado o método da Síntese Direta. Além do projeto do controlador de variância mínima generalizado, foi também utilizada a técnica de robustecimento de Zona Morta devido à pequenas oscilações e offset da variável controlada. São apresentados resultados simulados das técnicas de controle empregadas, sendo seu desempenho medido através de critérios voltados para a performance do sistema de controle e segurança dos passageiros. |
Abstract: | This paper presents the design of a braking control system for subway cars with reference to Belo Horizontes subway system. It is divided into the stages of description of the existing system, mathematical modeling, control design, simulation tests, and analysis of these results and suggestions for future work. The braking system currently in operation in the studied subway does not have a good use of energy generated and still does not detect skidding phenomena of railway wheels, which can lead to a situation of unsafety for passengers of the compositions. Thus, it proposes two alternative braking control systems in order to make the system more secure and provide a more efficient use of energy. Techniques are used in physics-based modeling process for the simulation of the dynamic behavior of the subway, modeling the step response (Percent complete Response method) to obtain dynamic variables that are part of performance indices evaluated, such as acceleration and stopping distance, and modeling in discrete time with the recursive estimation method for models to control. For tuning of PI controllers used the method of Direct Synthesis. In addition to the design of generalized minimum variance controller was also used the technique of strengthening the dead zone due to small oscillations and offset of the controlled variable. Results are shown for simulated control techniques employed, as measured by performance criteria focused on control system performance and safety of passengers. |
Assunto: | Engenharia elétrica |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8ZRQHX |
Data do documento: | 27-Abr-2012 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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