Orientadores: Ana Maria Frattini Fileti, Fernando Palu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-05T22:21:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eyng_Eduardo_M.pdf: 616784 bytes, checksum: 5124ded82b67d3d54bfa60a9d0b1a28e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O etanol perdido por evaporação durante o processo de produção por fermentação pode ser recuperado por uma coluna de absorção, a qual requer um sistema de controle robusto de acordo com sua complexidade. Sendo assim, no presente trabalho foi proposto e testado, o emprego de um controlador feedforward, baseado em um modelo inverso de redes neurais, para realizar a manipulação da vazão de solvente que é alimentado a esta coluna. O desempenho do controlador feedforward proposto foi superior ao proporcionado pelo Controle por Matriz Dinâmica (DMC) (Palú, 2001), para situações nas quais uma perturbação degrau foi inserida na composição do gás à entrada da coluna. Outro teste realizado foi o de implementar um distúrbio não previsto na etapa de treinamento da rede neural, e analisar o comportamento do sistema de controle RNA. Houve uma queda de eficiência, sendo gerado off set. Para solucionar este problema, agregou-se ao sistema de controle, um dispositivo de segurança. Também se procurou testar a tolerância do sistema de controle a distorções nos dados de entrada da rede. Neste sentido, acrescentou-se às variáveis de entrada do tipo concentração, um ruído. O desempenho do controlador RNA foi prejudicado, no entanto, a faixa de oscilação da variável controlada foi reduzida à aproximadamente 50% da faixa de ruído empregada. Aplicando-se um filtro aos dados distorcidos, esta redução foi ainda maior, cerca de 75% / Abstract: Some of ethanol lost by evaporation during its fermentation production process may be recovered using an absorption column, which requires a robust control system. In this work the use of a feedforward controller (NN controller), based on a neural network inverse model, was proposed and tested to manipulate the solvent flow, which was fed in the analyzed column. The feedforward controller performance was better than the Dynamic Matrix Control (Palú, 2001) one, when step disturbances were inserted on the inlet gas composition. Another test done was the insert of a not trained disturbance. The NN controller performance decrease, and a off set could be observed. To solve this problem, a security device was added to the control system. The control system tolerance to modified input neural network data also was tested. In this way, a noise was added to input data. The NN control performance decreased, but the amplitude of the control variable oscillation band was reduced to the half of the noise amplitude employed. When the modified data was filtered the NN control performance decrease was smaller, about 75% of the noise amplitude / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the development of a novel digital acceleration controller for sinusoidal vibration tests using switching-mode AC power source (ACPS) fed electrodynamic vibration machines. The proposed scheme is based on the interaction of two control loops: one for the shaker's acceleration regulation and another for the ACPS output voltage control. A robust model reference adaptive algorithm (RMRAC) is used in the voltage control loop. To reduce the effects caused by the plant's parameters variations as well harmonic vibrations and resonances of the test specimen, the acceleration feedback controller is augmented with a feedforward and a robust controller. Experimental results show that the proposed system is capable to achieve excellent acceleration reference tracking performance and robustness in the closed loop control from 20 Hz to 200 Hz. Investigations shall be performed to evaluate the response of this scheme when controlling vibrations as fast as 2000 Hz. A specific instrumentation system has been developed to feedback the electrodynamic vibration machine's acceleration. The proposed solution employs piezoelectric accelerometers, voltage mode preamplifiers, circuit for signal conditioning, analog to digital conversion and filtering. A study concerning the commonly used vibration measurement techniques and the design procedure, simulation, implementation and experimental results are described in detail. / Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo tipo de controlador digital de aceleração para ensaios com vibrações senoidais em máquinas de vibra ção eletrodinâmicas supridas por fontes de potência CA com comutação. O esquema proposto é baseado na interação entre duas malhas de controle: uma para regulação de aceleração da máquina de vibração e outra para ajuste da tensão de saída da fonte de potência CA. Um algoritmo adaptativo robusto por modelo de referência (RMRAC) é utilizado na malha de controle de tensão. Os efeitos de variações paramétricas existentes na planta bem como de vibrações harmônicas e ressonâncias do objeto ensaiado são minimizados com o uso de um controlador feedforward e um controlador feedforward robusto na malha de aceleração. Resultados experimentais demonstram que o sistema proposto é capaz de garantir excelente rastreamento da aceleração de referência e robustez em malha fechada entre 20 Hz e 200 Hz, necessitando ainda de investigação para controle de vibrações tão rápidas quanto 2000 Hz. A realimentação da aceleração da máquina é realizada com o desenvolvimento de uma instrumentação adequada a esse fim. A solução proposta utiliza acelerômetros piezoelétricos, pré-amplificadores modo tensão, circuito para condicionamento de sinais, conversão analógico-digital e filtragem. Um estudo sobre as principais técnicas utilizadas em medições de vibrações bem como a metodologia de projeto, simulação, implementação e testes experimentais são descritos detalhadamente.