Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-22T20:15:09Z No. of bitstreams: 1 JoaoGutembergBarbosaDeFariasFilho_DISSERT.pdf: 3897527 bytes, checksum: ee9805fc353cbac5ca3716f673a21d0c (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-08T22:09:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoaoGutembergBarbosaDeFariasFilho_DISSERT.pdf: 3897527 bytes, checksum: ee9805fc353cbac5ca3716f673a21d0c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-08T22:09:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoGutembergBarbosaDeFariasFilho_DISSERT.pdf: 3897527 bytes, checksum: ee9805fc353cbac5ca3716f673a21d0c (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O trabalho trata da aplica??o do Controle Preditivo com o proposto M?todo da Compensa??o de N?o-Linearidades para o controle de um quadric?ptero. Esse m?todo consiste de utilizar o modelo n?o-linear do sistema para prever e inserir n?o-linearidades na formula??o do controle preditivo por meio de uma estrutura afim. Dentro do contexto de controle de um quadric?ptero, o controlador proposto ? comparado, atrav?s de simula??es num?ricas, com o controlador preditivo linear tradicional. Posteriormente experimentos s?o feitos com um quadric?ptero real montado em uma bancada de testes. Como resultado o uso do m?todo proposto trouxe um ganho de desempenho consider?vel quando o estado do sistema se distanciou do ponto de opera??o em que foi linearizado. / This study analises the application of Model Predictive Control (MPC) with the proposed Nonlinear Compensation Method in order to control a quadcopter. This method is based on the use of the system?s nonlinear model to predict and insert nonlinearities in the predictive control formulation by means of an affine structure. With respect to the control of a quadcopter, the proposed controller is compared, using numerical simulations, to the traditional linear predictive controller. After that, experiments were made with a real quadcopter mounted in a test bench. As a result, the use of the proposed method brought a considerable perfomance improvement when the system?s state were farther apart from the operation point in which it was linearized.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GasparFDJ_DISSERT.pdf: 3388304 bytes, checksum: 086a8f61099f69978a8b9f477f351d24 (MD5) Previous issue date: 2014-01-23 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / Slugging is a well-known slugging phenomenon in multiphase flow, which may cause problems such as vibration in pipeline and high liquid level in the separator. It can be classified according to the place of its occurrence. The most severe, known as slugging in the riser, occurs in the vertical pipe which feeds the platform. Also known as severe slugging, it is capable of causing severe pressure fluctuations in the flow of the process, excessive vibration, flooding in separator tanks, limited production, nonscheduled stop of production, among other negative aspects that motivated the production of this work . A feasible solution to deal with this problem would be to design an effective method for the removal or reduction of the system, a controller. According to the literature, a conventional PID controller did not produce good results due to the high degree of nonlinearity of the process, fueling the development of advanced control techniques. Among these, the model predictive controller (MPC), where the control action results from the solution of an optimization problem, it is robust, can incorporate physical and /or security constraints. The objective of this work is to apply a non-conventional non-linear model predictive control technique to severe slugging, where the amount of liquid mass in the riser is controlled by the production valve and, indirectly, the oscillation of flow and pressure is suppressed, while looking for environmental and economic benefits. The proposed strategy is based on the use of the model linear approximations and repeatedly solving of a quadratic optimization problem, providing solutions that improve at each iteration. In the event where the convergence of this algorithm is satisfied, the predicted values of the process variables are the same as to those obtained by the original nonlinear model, ensuring that the constraints are satisfied for them along the prediction horizon. A mathematical model recently published in the literature, capable of representing characteristics of severe slugging in a real oil well, is used both for simulation and for the project of the proposed controller, whose performance is compared to a linear MPC / A golfada ? um regime inst?vel do fluxo multif?sico, com oscila??es de press?o e vaz?o abruptas no processo de produ??o de petr?leo, podendo ocasionar problemas tais como vibra??o na tubula??o e alto n?vel de l?quido nos separadores. Pode ser classificada de acordo com seu local de ocorr?ncia. A mais severa destas, conhecida como golfada no riser, ocorre na tubula??o vertical que alimenta a plataforma. Conhecida tamb?m como golfada severa, ela ? capaz de causar bruscas oscila??es na press?o, nas vaz?es do processo, vibra??o excessiva, inunda??o dos tanques separadores, produ??o limitada, parada n?o programada da plataforma, entre outros aspectos negativos que motivaram a produ??o deste trabalho. Uma solu??o vi?vel para lidar com tal problema seria projetar um m?todo efetivo para a remo??o ou diminui??o deste regime, como um controlador. De acordo com a literatura, o controlador convencional PID n?o apresenta bons resultados devido ao alto grau de n?o linearidade do processo, o que impulsionou o desenvolvimento de t?cnicas avan?adas de controle. Dentre estas, o controlador preditivo, cuja a??o de controle resulta da solu??o de um problema de otimiza??o, al?m de ser uma t?cnica que apresenta robustez e pode incorporar restri??es f?sicas e/ou de seguran?a. O objetivo deste trabalho ? estudar a aplica??o de uma t?cnica de controle preditivo n?o linear ao controle de golfada severa, visando controlar a quantidade de massa l?quida no riser atuando na v?lvula de produ??o e, indiretamente, suprimir as oscila??es de vaz?o e press?o. Com a finalidade de obter benef?cios ambientais e econ?micos. A t?cnica de controle preditivo proposta baseia-se no uso de aproxima??es lineares do modelo e na resolu??o repetida de um problema de otimiza??o quadr?tica que proporciona solu??es que melhoram a cada itera??o. No caso em que a converg?ncia desse algoritmo ? satisfeita, os valores preditos das vari?veis do processo s?o iguais ?queles que seriam obtidos pelo modelo n?o linear original, garantindo que as restri??es nessas vari?veis sejam satisfeitas ao longo do horizonte de predi??o. Um modelo matem?tico publicado recentemente na literatura, capaz de representar caracter?sticas da golfada severa em um po?o real, ? utilizado tanto para a simula??o, quanto para projeto do controlador proposto, cujo desempenho ? comparado ao de um controlador preditivo linear