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http://hdl.handle.net/1843/FGJA-7D6JRR
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Implementação de técnicas de controle avançado a uma planta piloto de controle de vazão e temperatura de ar |
Autor(es): | Eduardo Magalhaes Oliveira |
Primeiro Orientador: | Fabio Goncalves Jota |
Primeiro membro da banca : | Valter Junior de Souza Leite |
Segundo membro da banca: | Marcio Fantini Miranda |
Terceiro membro da banca: | Carmela Maria Polito Braga |
Quarto membro da banca: | Patricia Nascimento Pena |
Resumo: | No presente trabalho são apresentadas todas as etapas de projeto de um sistema de controle avançado aplicado a uma planta piloto de controle de vazão e temperatura de ar (SCVT). Compreende as fases de descrição do processo de controle de aquecimento de ar insuflado, modelagem matemática, definição da estratégia de controle, projeto dos controladores PI(D) e compensadores diretos (controle antecipatório), bem como controladores adaptativos de variância mínima generalizado com compensadores adaptativos, considerações sobre a implementação prática do sistema de controle e, finalmente, a avaliação dos resultados obtidos no planta piloto. O Sistema de Controle de Vazão e Temperatura de Ar (SCVT), que é a planta piloto utilizada para aplicar as técnicas de controle avançado, é analisada detalhadamente. São avaliadas e definidas as variáveis controladas e manipuladas do sistema de controle. Considerações sobre as perturbações presentes também são analisadas. Para a modelagem matemática das malhas de controle é utilizado o método por resposta ao degrau, em particular, o método da Resposta Complementar. São estimados modelos de 1ª ordem com tempo morto e modelos combinados (compostos). A técnica de estimação de parâmetros utilizada nos algoritmos de controle adaptativo é o Mínimos Quadrados Recursivo com fator de esquecimento. Os controladores PI(D) foram projetados pelo método da Síntese Direta. Foram utilizadas estruturas PI(D), com ação "anti-windup" e compensação direta de perturbação. O projeto dos controladores de variância mínima generalizados também é proposto, além da compensação direta adaptativa. Resultados simulados e experimentais são apresentados para verificação da eficácia das estratégias de controle adotadas. |
Abstract: | It is presented in this work the design of an advanced control system, applied to a pilot plant in which air flowrate and temperature are the controlled variables. It consists of the description of the process of insuflated air heating control, mathematical modeling, definition of control strategies, design of PI(D) controllers and direct feedforward, as well as adaptive minimum variance controllers with adaptive feedforward action. Considerations about practical implementation of the control system are made and, finally, an analysis of final results in the pilot plant is presented. The air flowrate and temperature control system is in fact the pilot plant that is used to apply advanced control strategies wich will be described in detail. The manipulated and controlled variables of the control system will be evaluated. Considerations about the disturbances present in the process will also be relevant. Step responses are used in the development of the mathematical modeling, in particular, the Percent Complete Response method. First order plus dead time models and combined models are estimated. The parameters estimation technique enforced in the adaptive control algorithms will be the Recursive Least Square wiht forgetting factor. The Direct Synthesis method was used to design the PI(D) controllers. Then, PI(D) controllers with ``anti-windup'' scheme and feedforward compensation were used. Generalized minimum variance controllers design are also proposed, as well as, the adaptive feedforward compensation. Simulation and practical results are presented to show the efficacy of the proposed control strategies. |
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/FGJA-7D6JRR |
Data do documento: | 1-Fev-2008 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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