Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:09:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dechechi_EduardoCesar_D.pdf: 5588560 bytes, checksum: d37cf69fc8b7e06405e627faf200985a (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O assunto principal deste trabalho é o desenvolvimento e a aplicação da técnica de controle avançado preditivo DMC (Dynamic Matrix Control) desde o controlador monovariável, DMC-SISO, ao controlador multivariável DMC-MIMO, e também do controlador multivariável adaptativo, DMC-MIMO adaptativo, denominado neste trabalho de D-AMPC. O controle multivariável desenvolvido neste trabalho foi testado, via simulação por computador, em um processo complexo encontrado em aplicações industriais de Engenharia Química, processo fermentativo industrial para produção de Etanol, operado sob condições severas de operação. O controle multivariável preditivo adaptativo, D-AMPC, foi testado no reator de hidrogenação de Fenol para Cic1ohexanol (RHODIA - Paulínia SP). Este teste foi feito em um breve intervalo de tempo, sendo o processo controlado em tempo real e sob condições normais de operação. O processo fermentativo considerado neste trabalho é um processo de dinâmica lenta e que apresenta fortes não linearidades, características de sistemas distribuídos, as quais juntamente com a presença de atraso nos instrumentos de medida da variável controlada (concentração de açúcares) dificultam, em muito, o projeto do controlador. O reator de hidrogenação de Fenol para Ciclohexanol, da Usina Química de Paulínia (RHODIA) é um reator trifásico, com a presença do catalisador sólido na mistura. Possui fenômenos complexos de transferência de calor e dinâmica rápida quando comparado com o processo fermentativo industrial. Além do mais é um processo distribuído que apresenta, entre outras dificuldades, a desativação do catalisador ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The main subject of this work is the application and development of the advanced predictive control strategy, DMC 'Dynamic Matrix Control', from the monovariable approach (DMC-SISO) to the multivariable (DMC-MIMO) as well as the multivariable with adaptive capabilities, described in this work as D-AMPC. The multivariable controller developed in this work was tested by computer simulation in a complex industrial process application, to know, the industrial fermentation process to produce Ethanol under hard operational conditions. The multivariable predictive/adaptive controller was tested in the Phenol hydrogenation reactor to produce Cyclohexanol (RHODIA - Paulínia - SP - Brazil). This test could be made in a short time interval and the process was controlled in Real time under typical operational conditions. The fermentation process considered in this work is a process with low dynamic response, high non-linearities with typical characteristic of distributed systems. This behaviour and the large time delay in the measurement of the controlled variable (total sugar reductor) contribute to make the design of the controller very difficult. The Phenol hydrogenation reactor to obtain Cyclohexanol, a RHODIA unit in Paulínia SP (Brazil), is a three phase reactor with solid catalyst in the reaction mixture. This process has complex heat transfer mechanisms and fast dynamic behaviour when compared with the industrial fermentation process considered in this work ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Ana Maria Frattini Fileti, João Alexandre F. R. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T15:26:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PereiraFilho_RenatoDutra_M.pdf: 4626648 bytes, checksum: b709f9357b51fd1ac5cf5e0827f9d24b (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Esta dissertação estudou a aplicação da lógica nebulosa no controle de processos químicos e descreveu o desenvolvimento e a implementação de controladores nebulosos aplicados à destilação em batelada de misturas binárias. Em uma primeira etapa os algoritmos de controle nebulosos, análogos aos controladores P, PI e PID tradicionais, foram desenvolvidos, codificados em linguagem de programação FORTRAN. e testados utilizando um simulador dinâmico da destilação em batelada, disponível em linguagem de programação C. A etapa de simulação permitiu avaliar os parâmetros de projeto dos controladores nebulosos desenvolvidos, a fim de permitir um melhor domínio das influências e interações destes parâmetros com o desempenho dos controladores nebulosos. Os resultados em simulação demonstraram que os parâmetros de escala têm grande influência na resposta dinâmica do controlador, tanto em termos de qualidade do desempenho do controlador com respeito a manutenção do valor de referência e tempo de resposta, quanto à ocorrência de oscilações. A etapa experimental do trabalho consistiu em utilizar os algoritmos de controle nebulosos na automação da operação de uma coluna piloto de destilação em batelada. Foram separadas misturas binárias compostas de n-hexano e n-heptano. A composição no topo e no fundo da coluna foi calculada através de inferenciação a partir dos valores de temperatura, usando dados de equilíbrio líquido-vapor ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work is concerned in the application of fuzzy logic in chemical process control. Fuzzy controllers development and implementation were described and applied to a binary system batch distillation. Algorithms of fuzzy control that are similar to conventional P, PI, PID controllers were developed and implemented in FORTRAN. First of all, algorithms were tested coupled to a batch distillation dynamic simulator, available in C language. Both influence and interaction of design parameters were evaluated over fuzzy controller performance. Simulation results showed that scale parameters hardly affect the controller dynamic response: set point maintenance, time response and oscillations showed different behaviours. Fuzzy control algorithms were then experimentally used in the on line operation of a pilot batch distillation column. N-hexane/n-heptane mixtures were distilled. Top and bottom compositions were obtained from temperature measurements and inferred through liquid-vapour equilibrium data. Two different composition policies were used for distillate withdrawn: a fixed set point composition and a predetermined set point trajectory of top composition. Different distillate cuts could be obtained during a batch operation under second strategy. Using fixed set point strategy, PI and PID fuzzy controllers performances were compared to conventional PI (velocity form) and PID (position and velocity form) respectively. Experimental results showed that fuzzy controllers performance is superior to conventional P, PI and PID controllers ...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

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T14:58:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarbosaJunior_VandoelPedro_M.pdf: 4624642 bytes, checksum: 4293773886a1d0c320a0a105b2c3b205 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: : O controle de processos químicos é um fator determinante para o bom desempenho de toda a planta. No entanto, o seu sucesso vai depender do desenvolvimento de estruturas de controle adequadas. Neste trabalho foram propostas e investigadas várias estruturas de controle com o objetivo de obter o controle de reatores químicos ¿off-line¿ e ¿on-line¿. Para tanto foram utilizadas técnicas de controle não convencionais. O sistema considerado é um reator tanque contínuo agitado (CSTR) não isotérmico para reações químicas do tipo A 'seta¿ B ou A 'seta¿ B 'seta¿ C (consideradas exotérmicas, irreversíveis e com cinéticas de primeira ordem), onde pretende-se maximizar o produto B. O estudo deste tipo de sistema tem relevância para muitos processos na indústria química e em processos biotecnológicos. Embora o sistema seja de parâmetros concentrados, o fato de ser multivariável e ter um modelo matemático determinístico não linear, leva-o a ter um comportamento dinâmico complexo. Um estudo dinâmico abrangente do sistema, para perturbações múltiplas nas variáveis de entrada, foi realizado. A metodologia proposta para analisar tais efeitos mostrou-se conveniente na definição de futuras políticas de controle e de operação. Feita a análise dinâmica do sistema iniciou-se os estudos de otimização através de um procedimento visando a definição de ¿set-point¿ para operação ótima do reator, estratégias e implementação de algoritmos de controle... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The control of chemical processes is a determining factor to a good performance of the whole plant. However, its success will be highly restricted to the development of suitable control structures. In this work, it was proposed and investigated several structures of control looking for obtaing suitable off-line and on-line control of chemical reactor. For that some non-conventional techiniques were used. A non-isothermic continuous stirred tank reactor (CSTR) to chemical reactions of the type A 'seta¿ B ou A 'seta¿ B 'seta¿ C (considered exothermic, irreversible with first order kinetics) was used as the system, where the control objective is to maximize product b. the study of this system is of major importance in many process is of the chemical and biotechnological industries. In spite of being a lumped parameter system, the process multivariable and nonlinear so that it has a complex dynamic behaviour. A comprehensive dynamic study for simultaneous perturbations of the inputs was carried out. The proposed methodology to analyse such effects showed out be very convenient in the definitions of control strategies and operational policies. Made the dynamic analyse of the system was began the optimization study through a procedure to define the set-point for the reactor optimum operation, strategies and implementation of control algorithm... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-22T18:25:08Z No. of bitstreams: 1 accacioferreiradossantosneto.pdf: 2827890 bytes, checksum: 63ffac13e0cef4ee756375e990b7ba3d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T19:24:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 accacioferreiradossantosneto.pdf: 2827890 bytes, checksum: 63ffac13e0cef4ee756375e990b7ba3d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T19:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 accacioferreiradossantosneto.pdf: 2827890 bytes, checksum: 63ffac13e0cef4ee756375e990b7ba3d (MD5) Previous issue date: 2013-05-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Face aos desafios atuais dos sistemas industriais, que necessitam operar de forma econômica, eficiente e sustentável, novos procedimentos e estratégias para o controle destes processos estão sempre em busca de inovações. Esta situação motivou e direcionou o objetivo do presente trabalho que foi utilizar ferramentas abertas, inovadoras, de utilização atual na indústria, para desenvolver um módulo laboratorial, com características multivariáveis, emulando a ambiência industrial, no que tange às dinâmicas das malhas selecionadas. Foram utilizados o protocolo de comunicação digital "OLE for Process Control - OPC" e software "Free and Open Source Software - FOSS" Scilab, ambas ferramentas de código aberto. O protocolo OPC é específico para ambientes industriais, agregando qualidades que propiciam o gerenciamento e controle de um sistema em tempo real com eficiência e qualidade. E o software Scilab, uma ferramenta FOSS que, dentre suas diversas funcionalidades, permite o desenvolvimento e a comunicação de um supervisório para um sistema físico, interagindo através do protocolo de comunicação OPC. Para o alcance da proposta foi desenvolvido um módulo laboratorial multivariável para controle de processos, que permitiu a modelagem e o controle de um sistema composto por malhas de nível e temperatura, comuns no meio industrial. Foi ainda desenvolvido um ambiente supervisório amigável que contempla técnicas diferenciadas de controle para o controlador "Proportional Integral Derivative - PID", além de análise e controle de dinâmicas monovariáveis e multivariáveis do sistema. / In face of the challenges of the current industrial systems, which needs to operate in an economic, efficient and sustainable forms, new procedures and strategies for control these processes are always in search of innovation. This situation motivated and directed the aim of this work that was to use open tools, innovative, current use in industry, to develop a laboratory module, with characteristics multivariable, emulating the industrial ambience, with respect to the dynamics of the selected loops. We used the digital communication protocol " OLE for Process Control - OPC software" and " Free and Open Source Software - FOSS" Scilab, both open source tools. The OPC protocol is specific to industrial environments, adding qualities that enable the management and control of a real-time system with efficiency and quality. And the Scilab software, FOSS tool that, among its many features, allows the development and communication of a supervisory for a physical system, interacting throught the OPC communication protocol. For the scope of the proposal we developed a laboratory module for multivariable process control, allowing the modeling and control of a system composed of meshes of level and temperature, common in industry. It was also developed an environment friendly supervisory techniques which includes different control for the "Proportional Integral Derivative - PID" controller, as well as analysis and control of dynamic SISO and multivariable of the system.

Este trabalho dedica-se ao desenvolvimento de um modelo matemático de uma planta piloto de vazão tendo em conta as não linearidades mais significativas no sistema como perdas de carga nos instrumentos e o efeito de atrito nas válvulas de controle. Este efeito foi modelado com procedimentos que foram estudados previamente em outras pesquisas e que neste documento vão ser brevemente descritos. Para realizar a modelagem se usaram valores fornecidos pelos fabricantes dos instrumentos para o modelo ser o mais próximo da realidade. Foram realizados testes comparativos em estado transitório e estacionário para avaliar e validar o desempenho do modelo e propor futuras melhorias que podem ser realizadas no modelo e na planta. / This work will develop a mathematic model of a flow pilot plant taking into account the most significant non-linearities in the system as load loses in the instruments and the effect of friction in the control valves. This effect was modeled with procedures that were studied in other researches and they will be briefly described. The modeling work was done using the values supplied by the manufacturers for the model to be as close to reality. Comparative tests were performed, on transient and steady-state in order to evaluate and validate the performance of the model and propose future improvements that can be made in the model and the plant.

A variabilidade é um problema presente na maioria das malhas de controle de processos industriais, trazendo prejuízo ao causar perda de produtividade e utilização excessiva de matéria prima e energia. Muitas vezes ela é causada pela presença do atrito em válvulas de controle, os atuadores mais usados em processos industriais. Há uma série de métodos propostos para diagnosticar as perturbações causadas pelo atrito nas válvulas, classificados em intrusivos e não-intrusivos. Neste trabalho, foram estudados dois métodos intrusivos. Eles foram aplicados de maneira automática em simulações computacionais, que foram realizadas em um sistema híbrido de teste (HIL) de uma planta de vazão, com dois níveis de atrito da válvula, e também em um ambiente inteiramente simulado, visando analisar o desempenho dos dois métodos. Os resultados obtidos com ambos os métodos foram satisfatórios, muito embora um dos métodos tenha confundido os efeitos gerados pelo atrito com os produzidos por má sintonia do controlador da malha. / The variability is a problem present on the most of control loops in industrial processes. It causes losses in plant productivity and in material and energy usage. Many times it is caused by the presence of friction in control valves, the most used actuator in industrial processes. There are many methods proposed to diagnose the disturbances caused by control valve friction, which are classified in intrusive and non-intrusive. In this work, two intrusive methods are studied. They were applied automatically by computer simulations that were performed in a hybrid test system (HIL) of a flow plant, with two valve friction levels. Additionally they were applied in a completely simulated environment, aiming at analyzing the performance of both methods. The results with the two methods were satisfactory, although one of the methods has not separated the effects generated by the friction from the ones produced by a bad tuning of the loop controller.

O atrito é uma não-linearidade que geralmente produz o mau desempenho de um sistema mecânico com partes móveis. Neste trabalho, o elemento mecânico estudado é a válvula de controle de processos, que é o elemento final de controle mais empregado nas indústrias de processo. A presença de atrito na válvula eleva a variabilidade da malha de controle, gerando impacto em toda a cadeia produtiva da planta, devido, principalmente, ao aumento do consumo de energia e à rejeição de produto final fora de especificação. Desta forma, os estudos visando a redução de variabilidade passaram a ter uma importância econômica muito grande, pois causam impacto direto na lucratividade do negócio. Muitos estudos foram realizados visando diagnosticar, medir e compensar o atrito. Neste trabalho, se implementam técnicas propostas na literatura para compensação de atrito em válvulas de controle. Para avaliar seu desempenho, são apresentadas as conclusões obtidas nos experimentos e são propostas possíveis implementações futuras, seguindo esta linha de pesquisa. / Friction is a nonlinearity that generally produces bad performance of a mechanical system with moving parts. In this work, the studied mechanical element is the process control valve, which is the most used final control element in process industries. The presence of friction in control valves increases control loop variability, generating impact in all plant productive chain, due to the increase of energy consumption and rejection of end product that is out of specification. In such a way, we can see that the studies aiming variability reduction had started to have a great economic importance, due to its direct impact in business profitability. Many studies have been done aiming friction diagnosis, measurement and compensation. In this work, techniques that have been proposed on the literature for friction compensation in control valves are implemented. The conclusions obtained in the experiments are presented to evaluate the performance of the compensators and possible future implementations are proposed, following this research line.

As válvulas de controle são os elementos finais da grande maioria das malhas de controle existentes na indústria. Além disso, sabe-se que o atrito pode causar variabilidade na malha em questão, o que geralmente é indesejável para o desempenho do processo. Ademais, cerca de 20 a 30% das oscilações nas malhas de controle são causadas por atrito ou histerese. Outro ponto relevante é que muitas vezes não é possível realizar a manutenção da válvula que esteja apresentando uma variabilidade considerável, já que muitas vezes não é desejado e nem possível parar o processo em questão para o reparo da válvula. Dessa forma, o estudo de métodos de compensação de atrito se faz necessário como uma maneira de melhorar o desempenho da malha de controle nesta situação até que seja feita a manutenção da planta industrial. Este trabalho apresenta controladores com compensação de atrito e analisa seu desempenho comparado com outros compensadores já conhecidos e amplamente utilizados, através de ensaios na Planta Piloto de Vazão da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. / The control valves are the final elements of most of the control loops in industry. Besides, the friction can cause variability in the process, which is an undesirable situation. Furthermore, about 20% to 30% of the oscillations in control loops are caused by friction or hysteresis. Another relevant fact is that much times it is not possible to make the maintenance of the valve that is under a considerable variability, because it is not desirable nor possible to stop the process to make the maintenance of the control valve. Thereby, studying friction compensation methods is necessary as a way to improve the control loop performance in this situation until the industrial plant maintenance is made. This dissertation presents controllers with friction compensation and analyzes its performances compared with other known and widely used compensators through experiments made at the Flow Pilot Plant of Polytechnic School of University of São Paulo.

Nesta tese, com a ambição de desenvolver um pacote de controle que poderia ser implementado a baixo custo nas indústrias brasileiras, é estudado o controle preditivo (MPC) de sistemas estáveis e instáveis com modelos incertos, baseado em um modelo de realinhamento e o uso de técnicas de desigualdades matriciais lineares (LMI), para resolução de problemas de controle robusto. Na primeira parte da tese, a aplicabilidade de um controlador baseado em um modelo de realinhamento é considerada. Como o controlador preditivo baseado em um modelo de realinhamento não requer o uso de um observador de estados, espera-se que seja mais eficiente e mais robusto a distúrbios não medidos que um controlador que precise de um observador de estados. Essa hipótese é testada comparando-se o desempenho e a robustez a distúrbios não medidos deste controlador com um controlador que requer o uso de um observador de estados, através da simulação do controle de um separador polipropileno/propano (PP) industrial. Por outro lado, a desvantagem de um controlador baseado em um modelo de realinhamento é a sensibilidade da construção do modelo e das matrizes do controlador a erros numéricos que aumentam com o tamanho do sistema. As etapas do algoritmo de controle mais sensíveis a erros numéricos são então destacadas com o objetivo de discutir a aplicabilidade de um controlador baseado em um modelo de realinhamento a sistemas de grande porte. Além disso, sempre que possível, os métodos utilizados para reduzir a sensibilidade das etapas problemáticas a erros numéricos são apresentados. A segunda parte da tese trata da solução do problema de controle robusto preditivo baseado em um modelo de sistema incerto. Este problema é usualmente abordado através da inclusão de restrições não lineares sobre os custos associados aos modelos da planta no problema de controle, de tal modo que a ação de controle é obtida a cada instante de tempo através da resolução de um problema de otimização não linear, cujo custo computacional pode ser proibitivo para sistemas de grande porte. Nesta parte da tese, o problema de MPC robusto é então reformulado como um problema baseado em LMIs, que pode ser resolvido com uma fração do esforço computacional. A abordagem proposta é comparada com o MPC robusto convencional e testada através da simulação do controle de um reator e de um separador C3/C4 industriais. Finalmente, na terceira parte da tese, o MPC de sistemas estáveis e instáveis com incertezas no modelo que permite a saturação das entradas manipuladas é abordado. Um subconjunto das entradas manipuladas é alocado ao controle das saídas instáveis através de uma lei de realimentação de estados, enquanto as outras entradas são deixadas livres para controlar as saídas estáveis restantes. Assume-se que as saídas são controladas dentro de faixas e que os setpoints das saídas são tratados como entradas manipuladas adicionais. Os controladores desenvolvidos nesta parte da tese permitem a saturação das entradas associadas às saídas instáveis através da manipulação das entradas livres e dos setpoints das saídas instáveis. A viabilidade recursiva dos controladores desenvolvidos é garantida, permitindo-se que os setpoints das saídas instáveis deixem temporariamente suas faixas. O desempenho dos controladores desenvolvidos é testado através da simulação do controle de dois processos integradores da indústria química. / In this thesis, with the ambition of developing a homemade control package that could be implemented at a low cost in Brazilian industries, the model predictive control (MPC) of uncertain stable and unstable systems based on a realigned state space representation and on the use of the Linear Matrix Inequality (LMI) techniques is addressed. In the first part of this thesis, the practical implementability of a controller based on a realigned model is considered. Since a Model Predictive Controller based on a realigned model does not require the use of a state observer, it is expected to be more efficient and more robust to unmeasured disturbances than a controller requiring the use of a state observer. This assumption is tested by comparing the performance and the robustness to unmeasured disturbances of a controller based on a realigned model with a controller requiring the use of a state observer through the simulation of the control of a nonlinear industrial propylene/propane (PP) splitter. On the other hand, a disadvantage of a controller based on a realigned model is that the construction of the model and controller matrices is very sensitive to numerical errors. The steps of the control algorithm that are more sensitive to numerical errors are then highlighted in order to discuss the practical applicability of an MPC based on the realigned model to large-scale systems. Also, wherever possible, some ways of decreasing the sensitiveness of the problematic steps to numerical errors are presented. The second part of this thesis addresses the solution to the problem of robust MPC of systems with model uncertainty. The usual approach of dealing with this kind of problem is through the inclusion of nonlinear cost constraints in the control problem so that the control action is obtained at each sampling time as the solution to a nonlinear programming (NLP) problem that, for high order systems, can be computationally expensive. In this part of the thesis, the robust MPC problem is then recast as an LMI problem that can be solved in real time with a fraction of the computer effort. The proposed approach is compared with the conventional robust MPC and tested through the simulation of the control of a reactor system and a C3/C4 splitter of the process industry. Finally, in the third part of the thesis, the model predictive control of uncertain process systems with stable and unstable outputs that allows input saturation is addressed. A subset of the manipulated inputs is allocated to the control of the unstable outputs through a state feedback control law while the other inputs are left free to control the remaining stable outputs. It is assumed that the outputs are controlled inside zones and that the output setpoints are treated as additional free manipulated inputs. The proposed controllers allow the saturation of the inputs related to the unstable outputs by manipulating the free inputs and the setpoints of the unstable outputs. The recursive feasibility of the controllers is guaranteed by allowing the setpoints of the unstable outputs to temporarily leave their bounds. The performance of the proposed approach is tested through the simulation of the control of two integrating chemical process systems.

O sucesso de estratégias de controle preditivo baseado em modelo (MPC, na sigla em inglês) tanto em ambiente industrial quanto acadêmico tem sido marcante. No entanto, ainda há diversas questões em aberto na área, especialmente quando a hipótese simplificadora de modelo perfeito é abandonada. A consideração explícita de incertezas levou a importantes progressos na área de controle robusto, mas esta ainda apresenta alguns problemas: a alta demanda computacional e o excesso de conservadorismo são questões que podem ter prejudicado a aplicação de estratégias de controle robusto na prática. A abordagem de controle preditivo estocástico (SMPC, na sigla em inglês) busca a redução do conservadorismo através da incorporação de informação estatística dos ruídos. Como processos na indústria química sempre estão sujeito a distúrbios, seja devido a diferenças entre planta e modelo ou a distúrbios não medidos, está técnica surge como uma interessante alternativa para o futuro. O principal objetivo desta tese é o desenvolvimento de algoritmos de SMPC que levem em conta algumas das especificidades de tais processos, as quais não foram adequadamente tratadas na literatura até o presente. A contribuição mais importante é a inclusão de ação integral no controlador através de uma descrição do modelo em termos de velocidade. Além disso, restrições obrigatórias (hard) nas entradas associadas a limites físicos ou de segurança e restrições probabilísticas nos estados normalmente advindas de especificações de produtos também são consideradas na formulação. Duas abordagens foram seguidas neste trabalho, a primeira é mais direta enquanto a segunda fornece garantias de estabilidade em malha fechada, contudo aumenta o conservadorismo. Outro ponto interessante desenvolvido nesta tese é o controle por zonas de sistemas sujeitos a distúrbios. Essa forma de controle é comum na indústria devido à falta de graus de liberdade, sendo a abordagem proposta a primeira contribuição da literatura a unir controle por zonas e SMPC. Diversas simulações de todos os controladores propostos e comparações com modelos da literatura são exibidas para demonstrar o potencial de aplicação das técnicas desenvolvidas. / The success of Model Predictive Control (MPC) strategies in industrial and academic environments in the last decades has been remarkable. However, there are many open questions in the area, especially when the simplifying hypothesis of perfect model is dropped. The explicit consideration of uncertainties lead to important progresses in the area of robust control, but it still exhibits a few drawbacks: high computational load and over conservative behavior are issues that may have hindered the application of robust strategies in practice. The approach of Stochastic Model Predictive Control (SMPC) aims at the reduction of conservativeness due to the incorporation of statistical information about noise. Since processes in chemical industry are always subject to disturbances, resulting from model-plant mismatch or from unmeasured disturbances, this technique is an interesting alternative for future control algorithms. The main objective of this thesis is the development of SMPC algorithms that take into account some of the specificities of such processes, which have not been adequately handled in the literature so far. The most important contribution is the inclusion of integral action in the controller through a velocity description of the model. Besides, hard input constraints associated with safety or physical limits and probabilistic state constraints usually derived from product specification - are also included in the formulation. Two approaches were followed in this work, the first is more direct and the second provides closed-loop stability guarantee at the price of increased conservativeness. Another interesting feature that is developed in this thesis is the zone control of systems subject to disturbances. This form of control is often present in industrial arrays due to the lack of degrees of freedom, and the proposed approach is the first to merge zone control and SMPC. Different simulations of all proposed controllers and comparison to literature benchmarks are provided to show the application potential of the developed techniques.