Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-12-06T13:42:32Z No. of bitstreams: 1 MESTRADO_POLIANA_PASTORELE_2012.pdf: 9373886 bytes, checksum: 8b546651c04ec38fc7f2c0e78022ce29 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-12-06T13:42:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MESTRADO_POLIANA_PASTORELE_2012.pdf: 9373886 bytes, checksum: 8b546651c04ec38fc7f2c0e78022ce29 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-06T13:42:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MESTRADO_POLIANA_PASTORELE_2012.pdf: 9373886 bytes, checksum: 8b546651c04ec38fc7f2c0e78022ce29 (MD5) / O objetivo deste trabalho é propor estratégias de controle eficazes, porém de baixo custo, a fim de automatizar um reator de polimerização que na prática industrial opera em controle manual. O caso de estudo é o processo de polimerização de etileno em solução de cicloexano com catalisador Ziegler-Natta, em um sistema constituído por dois reatores tubulares (PFR- plug flow reactors) e um reator tanque agitado (CSTRcontinuous stirred tank reactors), em série. Para cada resina polimérica produzida, tem se uma condição de síntese pré-estabelecida através da qual são conhecidas as variáveis de entrada e saída do processo, dentre elas propriedades como o MI (Melt Index - Índice de Fluidez), por exemplo. Esta propriedade está intimamente relacionada à qualidade do polímero formado e deve, portanto ser controlada. Dada a ausência de medidores online para o MI, no cenário industrial a especificação da qualidade da resina é conseguida indiretamente através do controle da temperatura de reação. Desse modo, visando satisfazer os critérios de qualidade e produção da resina polimérica, foram sugeridas duas malhas de controle: a SISO (Single Input - Single Output, única entrada e única saída) e a multi-SISO. Para a primeira malha, foi utilizada a temperatura de saída do reator como variável controlada, através da manipulação da vazão de etileno. Para a malha multi-SISO foram manipuladas as vazões de etileno e de catalisador para o controle da temperatura do reator e da conversão, respectivamente. Nas duas malhas propostas, as impurezas presentes no catalisador foram consideradas como perturbações ao processo, uma vez que elas têm influência direta sobre a atividade catalítica. Foram investigados os casos de problemas servo e regulatório para ambas as estratégias, utilizando-se para isso controladores PID, devido a sua simplicidade e bom desempenho. Para a sintonia dos controladores foi aplicada uma técnica baseada na otimização de uma função objetivo global, na qual são considerados, dentre outros aspectos, os erros de modelagem. Os potenciais benefícios advindos das estratégias de controle propostas foram avaliados em termos de requisitos técnicos e impactos econômicos. Para quantificar estes benefícios foi utilizado um modelo fenomenológico rigoroso para representar o reator de polimerização. Os resultados em malha fechada mostraram que a sintonia dos parâmetros dos controladores não somente garantiu resposta estável e rápida para as variáveis controladas, como também permitiu minimizar o produto fora de especificação, demonstrando que, através das estratégias propostas, é possível satisfazer concomitantemente os requisitos de qualidade e produção da resina polimérica. Foi ainda confirmado que o controle de variável substituta, assim como ocorre na prática industrial, associado a uma boa sintonia, apresenta-se como uma alternativa parcimoniosa para a especificação da qualidade da resina, permitindo assim um processamento mais rentável e eficiente da planta em estudo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:39:47Z : No. of bitstreams: 1 95649.pdf: 3282845 bytes, checksum: 2d975061d8cbedb916e08b14121eb70f (MD5) / A aplicação de redes de comunicação na industria de acordo com a filosofia CIM (Computer Integrated Manufacturing), proporciona uma perfeita integração hierárquica de todos os níveis de produção industrial (planejamento, área, célula, subsistema e componente) envolvidos. Para tanto, cada nível hierárquico deve ser contituído de um subsistema inteligente e possuir um sistema de comunicação com propriedades e características adequadas àquele caso (por exemplo, MAP-TOP, MAP-EPA, mini-MAP ou FIELDBUS). A nível do componente, sobre o qual foi desenvolvido este trabalho, o uso de uma rede fieldbus permite monitorar o estado de variáveis da manufatura e o controle de processo multimalhas de variáveis contínuas. Este nível é caracterizado por possuir: 1 - grandezas de manufatura a serem controladas com altas dinâmicas, acarretando pequenos períodos de amostragem; 2 - ambiente com elevado nível de ruídos de origem eletromagnética, proporcionando a perda ou dano de um grande número de mensagens ao longo da rede de comunicação. Como consequência, o sistema de comunicação deverá possuir características de tempo real e deverá incorporar, de forma distribuída, uma estratégia de ação para o caso de perda de mensagens em casos onde não há tempo para repetição do envio dos "frames". Para tal, é proposto, neste trabalho, um mecanismo de predição da ação de controle operando paralelamente ao algoritmo do controlador principal.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T05:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:05:43Z : No. of bitstreams: 1 139060.pdf: 7649782 bytes, checksum: 2b67950712cf6942b92cf7a1fd312d2b (MD5)

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-02-28T14:49:23Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ControleÓtimoColuna.pdf: 2334766 bytes, checksum: 4ea52145f43d5cf4b0064ba51c78d508 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T22:05:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ControleÓtimoColuna.pdf: 2334766 bytes, checksum: 4ea52145f43d5cf4b0064ba51c78d508 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T22:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ControleÓtimoColuna.pdf: 2334766 bytes, checksum: 4ea52145f43d5cf4b0064ba51c78d508 (MD5) Previous issue date: 2008 / Devido ao aumento na demanda de recursos naturais não renováveis e a inevitável exaustão das jazidas minerais de alto teor, o desafio de efetuar o beneficiamento de minérios mais complexos, atendendo a especificações cada vez mais rígidas, tem proporcionado um maior destaque ao processo de flotação em coluna no contexto da indústria mineral. Na flotação em coluna, partículas hidrofóbicas, de um fluxo descendente de material alimentado a uma altura de aproximadamente ⅔ da coluna, medidos a partir de sua base, são arrastadas para uma zona de espuma por um fluxo ascendente de bolhas de ar em contracorrente, sendo que as partículas hidrofílicas são levadas para a região de limpeza por um fluxo de água de lavagem. Esta técnica de beneficiamento de minério têm se consolidado por permitir melhorias dos concentrados na aplicação a diferentes tipos de minérios, incluindo os de granulometrias de liberação mais fina, e economia no investimento e manutenção de projeto. Neste trabalho é apresentado um sistema de controle multivariável robusto para o processo de flotação em coluna utilizando um controlador ótimo H2. A utilização desta técnica de controle é bastante pertinente, considerando a sua grande capacidade em manter a estabilidade do processo e rejeitar perturbações. Este sistema de controle no processo de flotação em coluna atua de forma direta sobre as variáveis manipuladas (vazão de água de lavagem, ar e não flotado) de modo a afetar adequadamente as variáveis controladas (nível da camada de espuma, bias e holdup do ar) acompanhando as variações em seus valores de referência e minimizando a interação entre as variáveis, mesmo com a ocorrência de perturbações. É apresentado o desenvolvimento e avaliação do projeto do controlador multivariável H2 para a operação de coluna de flotação visando melhoria no desempenho final do processo. Ferramentas de software são utilizadas para simular diversas condições operacionais sendo que a avaliação da eficiência do controlador proposto é realizada verificando as respostas obtidas das simulações. ______________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Due to the increase in demand for non-renewable natural resources and unavoidable depletion of mineral deposits of high-level, the challenge to make the mineral processing more complex, given the increasingly strict specifications, has provided a greater prominence to the column flotation process in the mineral industry. In a column flotation, hydrophobic particles, in a downward flow of material supplied fed to a height of about ⅔ of the column, measured from its bottom, are dragged into a foaming zone on an upward flow of air bubbles in counterflow, and the particles hydrophilic (pulp) are taken to the cleaning zone by a wash water flow. This technique of mineral processing have been consolidated to allow improvements in the concentrates grade in the implementation to different types of minerals, including the liberation of finest grain size, economy in investment and maintenance of projects. This work present a robust multivariable control system for a flotation column process based on a H2 controller. This proposal is quite appropriate, when considering its great capacity to maintain the stability of the process and disturbances rejection of the system. This control system in flotation column process acts directly on the manipulated variables (wash water, air and non-floated fraction flow rates) in order to properly adjust controlled variables (froth layer height, bias and air holdup in the recovery zone), maintaining set-point changes and minimizing the interaction between the variables, even with the occurrence of any perturbations or other disturbances. It is presented the development and evaluation of the design of multivariable H2 controller to column floatation, aiming to improving the performance of the end of the process. Software tools are used to simulate various operating conditions, and the evaluation of the efficiency of the proposed controller is done checking output responses obtained of the simulations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-20T12:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196651.pdf: 677316 bytes, checksum: 5b9119c699789e37d4cfee2a813016bc (MD5) / A competitividade característica do mercado globalizado exige das empresas significativos esforços para produzir com qualidade crescente a custos compatíveis, tendo como objetivo final satisfazer as necessidades dos clientes. Para que essa condição seja satisfeita, é necessário que as ações sejam intensificadas nas fases de concepção e planejamento do produto, sem que se descuide do processo de fabricação como um todo. Para tanto, métodos da garantia da qualidade têm sido aplicados com a finalidade de produzir certo na primeira vez, de melhorar continuamente os processos e de atingir a chamada qualidade classe mundial. Ferramentas estatísticas como o controle estatístico e a avaliação da capacidade de processos operam nessa direção e foram aplicadas numa indústria do ramo metalúrgico, com o intuito de melhorar a qualidade dos processos produtivos e, conseqüentemente, a qualidade dos produtos. O emprego dessas ferramentas em um ambiente fabril caracteriza estudos de caso que demonstram o valor agregado através da aplicação dessas ferramentas. A obtenção de processos sob controle estatístico e a redução da variabilidade dos processos em até 60 % são alguns dos resultados alcançados, suportados não apenas pelas ferramentas estatísticas mas também por meio da melhoria dos processos de fabricação e da geradora de informações: a metrologia. Neste ínterim, é salientada a importância de ter-se uma metrologia técnica e economicamente adequada ao serviço da garantia da qualidade dos processos produtivos. Isso envolve tanto a calibração de instrumentos como o desenvolvimento de programas para a garantia da qualidade das medições, que possibilitam assegurar que informações corretas sejam geradas e obter o sucesso na aplicação das ferramentas estatísticas.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T20:31:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:25:00Z : No. of bitstreams: 1 145025.pdf: 7745299 bytes, checksum: 84841e3dc505d10af146921ae15c21aa (MD5)

Orientador: Alvaro Geraldo Badan Palhares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T11:32:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nobre_FarleySimonMendes_M.pdf: 5654166 bytes, checksum: 7cc23f2d135d2d906c0d9849a5985eeb (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho apresenta uma metodologia para projeto e análise de uma classe de controladores nebulosos e contribui para justificar formalmente as suas vantagens. A metodologia constituída de métodos para especificação das regras linguísticas de controle e para estudos qualitativo e quantitativo que proporcionam análise de estabilidade e especificação de critérios de desempe¿n ANTPOT. H¿o. O método para projeto das regras de controle se baseia nas informações qualitativas contidas na resposta ao degrau de um processo linear subamortecido. Algumas informações que relatam a experiência básica de um especialista são também empregadas. Resultante do método anterior, a análise qualitativa se resume ao estudo qualitativo do conjunto de regras e se baseia em um plano de fase de estados linguísticos. Esta análise permite destacar a influência de cada regra sobre o comportamento e desempe¿n ANTPOT. H¿o do sistema de controle e contribui para modificação das regras. O método para análise quantitativa proposto contribui por apresentar uma maneira alternativa para a descrição matemática do conjunto de regras linguísticas. Os resultados obtidos por este método proporcionam um estudo mais rigoroso sobre o controlador e portanto fornecem novas perspectivas para estudos futuros como a análise da estabilidade. Um procedimento para a especificação de critérios de desempe¿n ANTPOT. H¿o é apresentado. Além disso, é demonstrado que controladores clássicos do tipo PID são funções particulares de controladores nebulosos. Os conceitos propostos neste trabalho são então aplicados no desenvolvimento de um controlador nebuloso para o controle de juntas de um manipulador robótico. Os resultados de simulação enfatizam as vantagens e o melhor desempe¿n ANTPOT. H¿o deste controlador quando comparado a controladores clássicos do tipo PID / Abstract: This work presents a methodology for analysis and design of a class of fuzzy controllers and it contributes to formally justify their advantages. The methodology is constituted by methods for linguistic control rule designing and for qualitative and quantitative studies that provide stability analysis and performance criteria. The approach used for rule base design is based on the qualitative information described by the step response of a linear and underdamped processo Moreover, some metarules that relate the basic experience of a human operator are also used. As a result of the previous approach, the qualitative analysis is concerned with the qualitative study of the rules and it is based in a phase plane of linguistic states. This analysis allows to point out the role of each rule on the control system performance and behaviour and it also contributes to rule modification. The approach proposed for quantitative analysis introduces an alternative way to get the mathematical description of the linguistic rules. As a result, it provides a rigorous study of the fuzzy controller and therefore it open new study perspectives for stability analysis. A procedure for performance criteria design is presented. Besides this, it is demonstrated that classical controllers of PID type are specific functions of fuzzy controllers. The concepts proposed in this thesis are applied to the development of a fuzzy controller to joint control of a robotic manipulator. The simulation results enphasize the advantages and the better performance of this controller when compared with classical controllers of PID type / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341416.pdf: 5625770 bytes, checksum: 82d482f8df04bccca9ea289aeb91118f (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho apresenta duas contribuições ao controle de sistemas multivariáveis com atraso empregando estruturas de compensação de atraso: (i) uma avaliação teórico-experimental de diferentes técnicas de desacoplamento para facilitar o projeto do controlador primário e (ii) a generalização para o caso multivariável de uma técnica de sintonia automática ótima para o filtro de robustez da estrutura de predição. Os desenvolvimentos foram realizados tomando como base o preditor de Smith filtrado, tanto na estrutura de compensação total dos atrasos do modelo da planta quanto na de compensação dos atrasos efetivos por saída, e foram validados através de simulações em processos industriais extraídos da literatura. Como principal resultado da avaliação das técnicas de desacoplamento, tem-se a prova de que é impossível a aplicação de desacopladores para que se tenha uma compensação total dos atrasos da planta no modelo rápido e ao mesmo obter uma predição da saída do processo para o caso geral de sistemas lineares, invariantes no tempo e multivariáveis com atraso. Mostrou-se ainda que o melhor cenário para o desacoplamento ocorre com a compensação dos atrasos efetivos por saída, visto que para uma grande classe de sistemas é possível desacoplar tanto o modelo rápido quanto a saída completa do sistema com o mesmo desacoplador. Como resultado da segunda linha de estudo, tem-se a proposta de um procedimento que considera o grau de incertezas do modelo multivariável, estimado em tempo de execução, para ajustar o filtro de robustez de forma ótima para garantir a melhor resposta de rejeição de perturbações que ao mesmo tempo garanta estabilidade robusta.<br> / Abstract : This dissertation presents two contributions to the control of multivariablesystems with multiple delays using dead-time compensationstructures: (i) a theoretical and experimental evaluation of dierentdecoupling techniques to facilitate the design of the primary controllerand (ii) the generalization to the multivariable case of an optimal automatictuning procedure for the robustness lter of the prediction structure.The developments were carried out considering both approachesof the ltered Smith predictor: the complete time-delay compensatingstructure, and the eective output-delay compensating structure.The developments were validated through simulations in industrial processesextracted from literature. The main result of the evaluation ofdecoupling techniques is a proof that the application of decoupling isimpossible for one to have an overall compensation of delays in thefast model and even get the outputs forecast of the process for thegeneral case for linear time-invariant systems with multiple delays. Italso showed that the best scenario for the decoupling occurs with theeective output delay compensation, whereas, for many systems it ispossible to decouple both, the fast model and the full output systemwith the same decoupler. As a result of the second line of study, thereis the proposal for a procedure that considers the degree of uncertaintyin the multivariable model, with online estimation, to optimally tunethe of robustness lter to ensure better disturbance rejection responsewith guaranteed robust stability.

Orientador: João Alexandre F. Rocha Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T15:53:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fileti_AnaMariaFrattini_D.pdf: 5230676 bytes, checksum: eaac3e2c4ab59c9aad64dacab7d203d3 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Processos de separação são de relevante importância na indústria química, sendo a destilação em batelada um destes processos mais antigos. Apesar de ter sido considerado ultrapassado pelo surgimento das colunas de destilação contínuas, o processo em batelada tem recebido atenção especial nos últimos anos em função do interesse crescente na área que se destina à produção de substâncias químicas ou bioquímicas de alta tecnologia e alto valor agregado, e em problemas ambientais de redução de volumes residuais. Apesar de envolverem princípios fenomenológicos similares que lhes conferem características de processos não-lineares, a falta de alimentação contínua no equipamento em batelada torna os perfis de temperatura e composição instantâneos ao longo da coluna, exigindo sistemas de controle substancialmente diferentes. Diante das constantes variações nas características do processo (regime transiente), desenvolveram-se projetos de sistemas de controle digitais que se desviassem da sintonia e ¿design¿ fixos dos algoritmos convencionais de controle por retroalimentação, para controle de composição de topo através da manipulação da vazão de refluxo. Visando economia de energia, uma malha independente, de controle de aquecimento na base da coluna, opera através de medições de composição de fundo ou diferencial de pressão ao longo da coluna. Inicialmente estudou-se uma das maneiras mais simples de se efetuarem adaptações nos parâmetros ajustáveis do sistema de controle digital: as adaptações programadas (¿Programmable Adaptive Control¿)... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Separation processes are very important in chemical industries where batch distillation appears as one of its oldest processes. Over the last few years batch processing has received renewed attention because of the growing interest in the production of high-technology, high-value added chemical and biochemical products and also in environmental problems of industrial waste minimization. Based on similar phenomenological aspects, both batch and continuous distillation are characterized as non-linear processes, but due to the absence of feed streams in batch equipments the temperature and composition profiles become instantaneous, with substantially different control systems requirements. In order to control top composition, by handling the reflux ratio, digital control systems taking into account the unsteady process characteristics were developed where design did not follow the conventional feedback control loop by measuring bottom composition or column pressure differential, therefore minimizing the energy consumption. An ordinary way of adjusting the controller parameters was initially studied: the Programmable Adaptive Controller (PAC). The adjustments are previously scheduled and on-line performed through measurements of an auxiliary variable which correlates well with the changes in process properties and on the involved process phenomena. In practice, however, where complex mixtures are usually processed, the independence on the referred knowledge about the mixture is crucial and claims an on-line process identification procedure... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Mario de Jesus Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T05:12:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Grassi_MonicaOliveira_M.pdf: 2709756 bytes, checksum: 5820ca2baa974113cadb629769ca1126 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Nos últimos anos vem-se assistindo ao desenvolvimento de estratégias de controle de processos não-lineares as quais incorporam um modelo do processo na estrutura do controlador. O Controle Preditivo com Modelo Não-linear (NMPC), uma das técnicas de controle avançado de processos não-lineares, utiliza o conhecimento da dinâmica do processo (um modelo explícito do mesmo) para determinar os movimentos futuros ótimos da variável manipulada para um dado horizonte de controle, através da minimização sobre um horizonte de predição de uma função objetivo (baseada numa trajetória de saída desejada). O objetivo do controle é garantir que a saída do processo aproxime-se o máximo possível da trajetória a ela imposta. Neste trabalho é feito um estudo por simulação do controle de um tanque de aquecimento em batelada hipotético, cujo modelo é constituído por um sistema de duas equações diferenciais ordinárias não-lineares de balanço de energia, usando a teoria do NMPC. O objetivo básico do trabalho é o de avaliar a influência dos parâmetros de projeto do NMPC sobre o desempenho do controlador. Para se evitar um problema de controle de dimensão muito elevada, as equações do modelo são discretizadas pelo método da Colocação Ortogonal em Elementos Finitos, fazendo-se uso de polinômios ortogonais de Jacobi ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In the recent years, control strategies of nonlinear processes, which incorporate a model of the process in the controller strategy, are being developed. The Nonlinear Model Predictive Control (NMPC), one of the most advanced control technique, uses the process dynamic (a model) for determine future movements of the manipulated variable in a control horizon through the minimization in a prediction horizon of the objective function (based on the output desired). The aim of control is to assume that the output of , the process is closer to the imposed trajectory. In this work, it is done a control simulation study of a Batch Heating Tank, whose model contains a system of two differential ordinary nonlinear equations of the energy balance, using NMPC. The aim is to evaluate the influence of the design parameters of NMPC in the performance of the controller. So as to avoid a problem of high dimension, the model equations are discretization by Orthogonal Collocation, using Jacobi polynomials. The system of differential equations becomes algebraic and the optimal control is transformed into a Nonlinear Programming Problem (NLP) with the algebraic equations being part of the equality restrictions. The resulting problem is solved by a strategy which simultaneously solves and optimizes the algebraic model by applying the Successive Quadratic Programming (SQP) ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química