Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Banca: Liu Hsu / Banca: José Paulo Fernandes Garcia / Resumo: Propõem-se novas condições, em termos de Desigualdades Lineares Matriciais (em inglês, Linear Matrix Inequalities, LMI), para a resolução do seguinte problema, classificado como síntese Estritamente Real Positiva (ERP): dada uma planta linear invariante no tempo, com o número de saídas maior ou igual ao número de entradas, encontre uma matriz constante de realimentação da saída K e uma matriz constante em série com a saída F para que o sistema controlado seja ERP. Então, com base neste resultado, um novo projeto baseado em LMI para o Controle com Estrutura Variável (CEV) com realimentação da saída de plantas dinâmicas incertas é apresentado. O método considera as seguintes especificações do projeto: distúrbios casados ou não-linearidades da planta, restrições na saída, taxa de decaimento e, finalmente, incertezas da planta não casadas. O método é aplicado em alguns exemplos. As contribuições principais desta dissertação são: a generalização do método de projeto para plantas com o mesmo número de entradas e saídas e a proposta de um novo método de projeto para plantas com o número de saídas maior que o número de entradas. / Abstract: We propose new Linear Matrix Inequalities (LMI) conditions for the following problem, called Strictly Positive Real (SPR) synthesis: given a linear time-invariant plant, with the number of outputs greater or equal to the number of inputs, find a constant output feedback matrix K and a constant output tandem matrix F for the controlled system to be SPR. Then, taking into account this result, a new LMI based design for output Variable Structure Control (VSC) of uncertain dynamic plants is presented. The method considers the following design specifications: matched disturbances or nonlinearities of the plant, output constraints, decay rate and, finally, unmatched plant uncertainties. The method is applied in some examples. This dissertation presents a more general design method for the case where the plant has the same number of inputs and outputs and it proposes a new design method for the case where the plant has more outputs than inputs. / Mestre

O comportamento dinâmico de um sistema é tradicionalmente descrito por um modelo, em geral associado a um conjunto de equações diferenciais ou de equações de diferenças, onde as variáveis representam grandezas físicas. Sistemas complexos, principalmente na indústria de processos, incorporam elementos com comportamento dinâmico lógico, tais como atuadores e sensores ON-OFF (estados aberto/fechado) ou proposições lógicas (estados verdadeiro/falso). Estes sistemas são denominados “Sistemas Híbridos”, “Sistemas Mistos Lógicos-dinâmicos” ou, simplesmente, “Sistemas Mistos”. Neste trabalho, são apresentadas técnicas que, associando variáveis lógicas a estes elementos, e mediante a incorporação de restrições sobre as variáveis, permitem obter um modelo matemático do sistema misto. Neste caso, técnicas clássicas de controle não permitem a incorporação destas novas variáves e restrições. Como opção de controle de sistemas mistos, é então proposta e estudada uma técnica de controle preditivo baseado em modelo. São apresentados tanto a formulação teórica do problema de controle, quanto exemplos e simulações bem como um estudo de caso de sua aplicação sobre um sistema de equalização de uma planta de tratamento de efluentes.

Neste trabalho são descritas a arquitetura e as propriedades características do protocolo PROFIBUS, nome dado a um entre os diversos protocolos existentes na área industrial. Utilizando uma versão do protocolo PROFIBUS desenvolvida no Laboratório de Instrumentação Eletro-Eletrônica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul foi implementada uma rede composta por uma estação mestre e até 96 estações escravas. A fim de analisar o Tempo de Ciclo de Mensagem e o Tempo de Reação do Sistema foram realizados diversos testes, variando a taxa de comunicação utilizada, o tamanho dos quadros de comunicação e a quantidade de estações escravas que compunham a rede. No final foi feita uma comparação entre os valores práticos obtidos e valores calculados a partir de fórmulas teóricas. Os valores práticos obtidos possibilitam determinar a viabilidade da utilização desta rede em diversas aplicações reais.

Neste trabalho são descritas a arquitetura e as propriedades características do protocolo PROFIBUS, nome dado a um entre os diversos protocolos existentes na área industrial. Utilizando uma versão do protocolo PROFIBUS desenvolvida no Laboratório de Instrumentação Eletro-Eletrônica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul foi implementada uma rede composta por uma estação mestre e até 96 estações escravas. A fim de analisar o Tempo de Ciclo de Mensagem e o Tempo de Reação do Sistema foram realizados diversos testes, variando a taxa de comunicação utilizada, o tamanho dos quadros de comunicação e a quantidade de estações escravas que compunham a rede. No final foi feita uma comparação entre os valores práticos obtidos e valores calculados a partir de fórmulas teóricas. Os valores práticos obtidos possibilitam determinar a viabilidade da utilização desta rede em diversas aplicações reais.

Neste trabalho são descritas a arquitetura e as propriedades características do protocolo PROFIBUS, nome dado a um entre os diversos protocolos existentes na área industrial. Utilizando uma versão do protocolo PROFIBUS desenvolvida no Laboratório de Instrumentação Eletro-Eletrônica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul foi implementada uma rede composta por uma estação mestre e até 96 estações escravas. A fim de analisar o Tempo de Ciclo de Mensagem e o Tempo de Reação do Sistema foram realizados diversos testes, variando a taxa de comunicação utilizada, o tamanho dos quadros de comunicação e a quantidade de estações escravas que compunham a rede. No final foi feita uma comparação entre os valores práticos obtidos e valores calculados a partir de fórmulas teóricas. Os valores práticos obtidos possibilitam determinar a viabilidade da utilização desta rede em diversas aplicações reais.

O comportamento dinâmico de um sistema é tradicionalmente descrito por um modelo, em geral associado a um conjunto de equações diferenciais ou de equações de diferenças, onde as variáveis representam grandezas físicas. Sistemas complexos, principalmente na indústria de processos, incorporam elementos com comportamento dinâmico lógico, tais como atuadores e sensores ON-OFF (estados aberto/fechado) ou proposições lógicas (estados verdadeiro/falso). Estes sistemas são denominados “Sistemas Híbridos”, “Sistemas Mistos Lógicos-dinâmicos” ou, simplesmente, “Sistemas Mistos”. Neste trabalho, são apresentadas técnicas que, associando variáveis lógicas a estes elementos, e mediante a incorporação de restrições sobre as variáveis, permitem obter um modelo matemático do sistema misto. Neste caso, técnicas clássicas de controle não permitem a incorporação destas novas variáves e restrições. Como opção de controle de sistemas mistos, é então proposta e estudada uma técnica de controle preditivo baseado em modelo. São apresentados tanto a formulação teórica do problema de controle, quanto exemplos e simulações bem como um estudo de caso de sua aplicação sobre um sistema de equalização de uma planta de tratamento de efluentes.

O comportamento dinâmico de um sistema é tradicionalmente descrito por um modelo, em geral associado a um conjunto de equações diferenciais ou de equações de diferenças, onde as variáveis representam grandezas físicas. Sistemas complexos, principalmente na indústria de processos, incorporam elementos com comportamento dinâmico lógico, tais como atuadores e sensores ON-OFF (estados aberto/fechado) ou proposições lógicas (estados verdadeiro/falso). Estes sistemas são denominados “Sistemas Híbridos”, “Sistemas Mistos Lógicos-dinâmicos” ou, simplesmente, “Sistemas Mistos”. Neste trabalho, são apresentadas técnicas que, associando variáveis lógicas a estes elementos, e mediante a incorporação de restrições sobre as variáveis, permitem obter um modelo matemático do sistema misto. Neste caso, técnicas clássicas de controle não permitem a incorporação destas novas variáves e restrições. Como opção de controle de sistemas mistos, é então proposta e estudada uma técnica de controle preditivo baseado em modelo. São apresentados tanto a formulação teórica do problema de controle, quanto exemplos e simulações bem como um estudo de caso de sua aplicação sobre um sistema de equalização de uma planta de tratamento de efluentes.

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T08:06:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Minim_LuizAntonio_D.pdf: 5658305 bytes, checksum: e412ae5c97d0cceb7ade23da7b028d44 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho considera o projeto, análise e controle de um reator heterogêneo enzimático de tubo aberto (RHETA), designado por sistema médico, cujo intuito é sua utilização no tratamento extracorporal de leucemia linfoblástica aguda em crianças, bem como sua extensão para outros tipos de terapia extracorporais. O tratamento extracorporal por meio de tubos catalíticos é de grande importância para uso em sistemas médicos, pois permite que as reações sejam realizadas fora do organismo vivo, sem a necessidade de se introduzir o agente terapêutico (isto é, a enzima) na circulação sistêmica, o que pode causar uma série de reações colaterais indesejáveis ao paciente. Além disso, não há perdas da enzima. Inicialmente, o projeto e análise do reator foi considerado. Para isto, foi desenvolvido um modelo matemático bidimensional representativo do sistema real, através da aplicação de balanços de massa e energia, resultando num sistema de equações diferenciais parciais não lineares. A solução deste sistema foi obtida através de um procedimento numérico baseado no método das diferenças finitas. Isto permitiu o projeto ótimo do reator onde se aplicou a metodologia de superfície de resposta. Tendo sido projetado o reator, foi efetuado uma análise de sensibilidade paramétrica considerando-se 4 variáveis operacionais importantes. Para isto, foi aplicado um delineamento fatorial de '2 POT. 4¿ e os resultados foram analizados por técnicas estatísticas, o que permitiu que se pudesse verificar amplamente os efeitos de cada variável sobre a eficiência do reator, sua estabilidade e conversão... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work deals with the design of an open tubular heterogeneous enzimatic reactor (OTHER), a medical system, which is used in the extracorporeal Acute Linphoblastic Leukaemia tretment, as well as others extracorporeal therapies. The use of such methods shows great potential for medical therapies because it allows enzyme reactions to be carried out of a living system without the need to introduce the terapeutic agent into the systemic circulation. Moreover, there is no enzyme loss. Firstly, a mathematical model was developed to represent the real system, resulting in a system of non linear partial diferential equation. A numerical procedure based on finite diference method was applied to solve the proposed model. By use of the surface response method, the simulation of the model has resulted in an optimum reactor project. A parametric sensitivity analysis was made using a '2 POT. 4¿ factorial design and statistical analysis from which was possible to verify the effect of the variables on the reactor efficiency, stability and conversion. Also, the interactions between variables were analysed. A modified Thiele modulis was defined and the reactor performance was studied when operating under mass transfer and kinetics conditions. The reactor dynamic shows no wrong way behaviour... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T11:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerra_CarlosAlexandreLourenco_M.pdf: 3216389 bytes, checksum: 81648cbacc15eda36aa479c3f55c443e (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A utilização de reatores catalíticos de leito fixo nas indústrias químicas, e a necessidade de otimização e controle dos mesmos, motivaram o estudo de modelos dinâmicos e técnicas de controle, como a utilização de controladores "Feedback­Feedforward", funcionando simultaneamente. Na prática, muitos sistemas de controle "feedforward" são implementados usando sistemas de controle "ratio". O controlador "feedforward" controla as grandes e freqüentes perturbações mensuráveis e o controlador "feedback" controla quaisquer desvios que ocorram no processo devido às imprecisões do controlador "feedforward" ou outras perturbações não mensuráveis, como as alterações internas devido à desativação de catalisador. O projeto inicial do controlador "Feedback-Feedforward" foi feito através de um modelo empírico de 23 ordem obtido pelo planejamento fatorial, que apresentou "offsets" na variável controlada, mas boa previsibilidade para a variável manipulada. A construção de um novo controlador Estatístico-PID foi sugerida, de forma a eliminar os problemas anteriores e aproveitar a previsibilidade do modelo empírico através de um modelo dinâmico utilizando a lei de controle do PID em seu algoritmo. Assim, obteve-se um melhor desempenho quando comparado somente ao controlador convencional tipo PID. As variáveis de controle e manipulação foram escolhidas através de uma análise do comportamento dinâmico do reator em malha aberta, as quais permitiram a manutenção ou obtenção de um novo estado estacionário desejado. Para esta análise das variáveis também foram utilizadas técnicas estatísticas, como o planejamento de experimentos fatorial, que mostrou seus efeitos e suas interações. Como caso estudo, será considerada a oxidação do etanol a acetaldeído tendo como catalisador o Fe-Mo, cujos dados operacionais são conhecidos. O comportamento dinâmico do reator catalítico de leito fixo será descrito pelo modelo proposto por Maciel Filho, 1989. O método de resolução consiste na aplicação do método das Linhas, utilizando-se uma combinação da colocação ortogonal (Villadsen & Michelsen, 1978) na direção radial com o método de Runge-Kutta de quarta ordem para a direção axial / Abstract: The use of fixed bed catalytic reactors in the chemical industry, and the necessity of controlling and optimizing these reactors, have motivated the studies of dynamic models and control techniques, such as the use of Feedback-Feedforward controllers, working simultaneously. In practice, several feedforward control systems are implemented using ratio control systems. The feedforward controller controls the big and fi'equent perturbations and the feedback controller controls any deviation that occurs in the process due to the feedforward controller imprecision, or other non-measurable perturbations, such as internal modifications due to catalyst deactivation. The first "Feedback-Feedforward" controIler design was done using a 2nd order empirical model obtained fi'om a factorial design that produced offsets in the controIled variable, but good predictability for the manipulated variable. The development of a new Statistical-PID controIler was suggested, to eliminate the problems of the first and take advantage of the predictability of the empirical model through a dynamic model using the PID controllaw in the algorithm. In this way, a better performance was obtained when compared only to the conventional controIler oftype PID. The control and manipulated variables were chosen through an analysis of the dynamic behavior of the reactor in open loop, which permits the maintenance or a new desired steady state. Statistical techniques, such as factorial planning experiments, were used for the analysis ofthese variables in order to obtain their effects and interactions. As case study, the oxidation of ethanol into acetaldehyde over Fe-Mo catalyst wiIl be considered. The dynamic behavior of the fixed bed catalytic reactor will be described by the model proposed by Maciel Filho, 1989. The solution method consists in the application ofthe Line Method, using the orthogonal collocation (Villadsen & Michelsen, 1978) in the radial direction with the fourth order Runge-Kutta in the axial direction / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Leo Pini Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:20:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wu_Shin-Ting_M.pdf: 5110775 bytes, checksum: b619fc888a152b882f4719d3a1fe94f7 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Neste trabalho é proposto um modelo de Dados para aplicação em Controle de Processos, que permite um modelamento preciso da informação ligada a processos; sua motivação deve-se à forte tendência atual de inclusão de Sistemas de Banco de Dados para o tratamento em tempo real do grande volume de informação existente nos Sistemas Automatizados de Controle. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica