Este trabalho apresenta uma estratégia alternativa aos métodos tradicionais de controle de velocidade de motores de introdução e motores de corrente contínua utilizando a Teoria Não-Faseada.A adaptação dos ganhos do Controlador PI Não-Falseado em tempo real baseia-se desta forma, a necessidade de um modelo de planta para a sintonia do controlador.Resultados comparativos com controladores proporcionais integrais são apresentados para validar a proposta. / This work presents an alternative strategy to tradicional speed control methods for three-phase induction motor and direct current motor by using the Unfalsified Control Theory.The adaptation real time PI controller gain is basead on the selection of eligible sets through a learning algorithm.The requeriment for a plant model used in the controller tuning is thus eliminated. Simulation results of the adaptive proportional integral controller that validate the proposal are presented.

Wheel loaders are under the influence of low frequency vibrations that may be harmful for the health of the operator, and for the productivity of the machine. The strong vibrations can significantly impact the operation of the machine since they are not equipped with wheel suspension systems and due to their work environment in rough terrains with uneven surfaces. The risk of spilling or dropping the load is also increased and they can introduce higher mechanical stress that can wear out parts faster. The focus of this thesis work is to develop an approach for damping these vibrations dynamically by improving the functionality of the electrohydraulic system in Volvo's prototype wheel loader LX1. The dynamic damping system controls the cylinder of the lift framework to make it behave as a damper. The system utilizes the lift cylinder pressure and piston position as feedback to adjust the oil flow in the cylinder using the proposed control system. Results indicate that the proposed technique is capable of attenuation that is comparable with the existing boom suspension system based on accumulators through simulations and experimental tests.

CAPES / Este trabalho apresenta uma estratégia de controle PI adaptativo baseada em curvas de perfil gaussiano, onde os ganhos são função do erro de referência. A estratégia foi aplicada em sistemas de condicionamento de energia. Primeiramente em sistemas de detecção de ângulo de fase (PLL) para sistemas monofásicos, onde foram testados dois sistemas, o pPLL e o DSOGI-pPLL. Foi aplicada posteriormente no controlador de tensão e corrente de um filtro ativo de potência paralelo monofásico. O controlador adaptativo conseguiu melhorar o desempenho do sistema e também reduzir o taxa de distorção harmônica da corrente compensada. / This work presents a strategy of adaptive PI control based on Gaussian profile curves, where the gains are functions of reference error. The strategy was applied in energy conditioning systems. Firstly in a phase-locked loop (PLL) for single phase systems, where two techniques were tested, the pPLL and DSOGI-pPLL. After it was applied in a voltage and current control of single-phase parallel active power filter. The adaptive control was able to improve the system performance and also decrease the total harmonic distortion of compensated current.

RESUMO BarÃante, G. M. CONTROLE PID MULTIVARIÃVEL DESCENTRALIZADO: SINTONIA E APLICAÃÃO PRÃTICA. 2011. 88 f. DissertaÃÃo (Mestrado em Engenharia ElÃtrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do CearÃ, Fortaleza, Brasil, 2011. Nesta dissertaÃÃo de mestrado, desenvolvem-se projetos de controladores PI (Proporcional-Integral) e PID (Proporcional-Integral-Dervativo) para os casos SISO (Simple- Input, Simple- Output) e MIMO (Multiples- Input, Multiples-Output). A proposta do trabalho à combinar tÃcnica do relà SISO e PID SISO baseado em especificaÃÃes de margem de fase e margem de ganho para sintetizar um mÃtodo de projeto de controladores PID MIMO multivariÃvel com sintonia automÃtica ou auto-sintonia. Uma Ãnfase especial à dada aos projetos de controladores PID MIMO atravÃs do mÃtodo do relà como elemento de identificaÃÃo frequencial das malhas a serem controladas. Dois mÃtodos de projetos MIMO sÃo abordados em profundidade e aplicados em sistemas simulados e em duas aplicaÃÃes prÃticas a saber: um processo formado pelas malhas de uma incubadora neonatal e em um processo de tanques duplos acoplados. Todos estes processos apresentam fortes interaÃÃes entre as malhas de controle. O primeiro mÃtodo de projeto multivariÃvel refere-se a um projeto sequencial no qual os controladores sÃo projetados de forma sistemÃtica e considerando, a cada passo, a interaÃÃo entre as malhas. Esse mÃtodo à eficiente e simples e apresenta vantagens tais como: i) à conceitualmente simples e mantÃm a estrutura descentralizada e sequencial com o projeto SISO das malhas de controle; ii) estabilidade e robustez sÃo garantidos a cada passo do projeto; iii) desde que o mÃtodo seja autoajustÃvel, nenhum conhecimento do processo à requerido. O segundo mÃtodo de projeto de controladores multivariÃveis refere-se a uma generalizaÃÃo do mÃtodo do ÃstrÃm e Wittenmark, tambÃm conhecido como mÃtodo do ponto crÃtico, para sistemas MIMO. Para se projetar controladores PID com essa abordagem, um entendimento do conceito de superfÃcie crÃtica e locais caracterÃsticos para os casos de processos MIMO deve ser bem estabelecido. Este mÃtodo apresenta ainda muitos aspectos a serem pesquisados e propostas para solucionar vÃrios aspectos teÃricos e prÃticos devem ser lanÃados em breve. Aspectos prÃticos e teÃricos do mÃtodo DRF (Decentrilized Relay Feedback) que utiliza nÃo linearidades do tipo relà para processo MIMO sÃo abordados atravÃs de novas soluÃÃes para os mÃltiplos ciclos limites. Por fim, aplicaÃÃes simuladas e experimentais parecem apontar para vantagens do projeto de controladores PID descentralizados atravÃs do mÃtodo do ponto crÃtico, lembrando que a escolha do melhor mÃtodo de projeto sempre depende de vÃrios aspectos tais como da robustez, estabilidade e complexidade. Esgotar este contexto nÃo constitui a proposta deste trabalho. / ABSTRACT Medeiros, G. M. 2011. 88 f. CONTROL PID MULTIVARIABLE DECENTRALIZED: TUNING AND PRACTICAL APPLICATION. Dissertation (Master in Electrical Engineering)-Technological Center, Federal University of CearÃ, Fortaleza, Brazil, 2011. This dissertation develops PI controllers (Proportional-Integral) and PID (Proportional-Integral-Dervativo) projects for SISO (Simple Input Simple Output) and MIMO (Multiple Input Multiple Output). The objective of this study is to combine the techniques of SISO and SISO PID controllers based on specification of gain and phase margins to synthesize a new design method of multivariable MIMO PID controllers with self-tuning or automatic tuning. Special emphasis is given to projects MIMO PID controllers using the relay method as frequency identification of the loops to be controlled. Two MIMO design methods are discussed in this work. These methods are applied in simulation systems and two practical applications: a process formed by neonatal incubator loops and a process of double attached tanks. These processes have strong interaction between control loops. The first method of multivariable design is a sequential design which the controllers are designed systematically and considering the interaction between loops for each step. This method is efficient and simple and has advantages such as: i) decentralized structure and sequential SISO design of control loops, ii) stability and robustness is guaranteed every step of the project; iii) the method is self-adjusting, therefore process knowledge is not required. The second method of multivariable controller design refers to a generalization of the ÃstrÃm and Wittemark method, also known as critical point method for MIMO systems. The concept of critical surface and local characteristics for the cases of MIMO processes must be well established to design PID controllers with this approach. Many theoretical and practical aspects still need to be investigated in this method. Practical and theoretical aspects of the DRF method (Decentralized Relay Feedback) using nonlinearities like relay MIMO process are addressed through new solutions for multiple limit cycles. The present study showed that simulated and experimental applications seem to point to the advantages of decentralized PID controller design that utilizes the critical point method. The choice of the best method of project always depends on several aspects such as the robustness, stability and complexity, context and exhaust which are not the purpose of this study.

Esta dissertaÃÃo apresenta o desenvolvimento de um veÃculo aÃreo nÃo tripulado do tipo quadrirotor, o seu modelo dinÃmico, alÃm das simulaÃÃes e dos testes de um controlador PID embarcado para estabilizaÃÃo (movimentaÃÃo na direÃÃo vertical) da estrutura projetada. Este veÃculo à caracterizado por ter quatro motores que sÃo responsÃveis pela geraÃÃo do movimento da plataforma. O objetivo deste trabalho à mostrar o desenvolvimento (projeto e construÃÃo) de uma estrutura do tipo quadrirotor, detalhar cada componente utilizado para a construÃÃo mecÃnica da plataforma, apresentar o modelo matemÃtico do quadrirotor baseado no formalismo de Newton-Euler, os sensores utilizados para navegaÃÃo, os mÃdulos usados para comunicaÃÃo sem fio com um computador e o projeto do sistema microcontrolado utilizado para o controlador PID, usado para estabilizaÃÃo, e o acionamento dos motores, bem como a simulaÃÃo do controlador PID clÃssico e uma variaÃÃo do controlador PID em ambiente SimulinkÂ/Matlab e os testes realizados na estrutura desenvolvida. / This dissertation presents the development of an unmanned aerial vehicle of the type quadrirotor, its dynamic model, besides the simulations and tests of a PID controller for embedded stabilization (motion in the vertical direction) of the projected structure. This vehicle is characterized by having four motors which are responsible for generating the movement of the platform. The objective of this work is to show the development (design and construction) of a type structure quadrirotor, detailing each component used for the mechanical construction of the platform, presenting the mathematical model of quadrirotor based on Newton-Euler formalism, the sensors used for navigation the modules used for wireless communication with a computer and a microcontroller system project used for the PID controller, used for stabilization, and driving the motors, as well as the simulation of the classical PID controller and a variation of the PID controller in environment SimulinkÂ/Matlab and the tests in the developed structure.

Orientador: Paulo Sérgio Graziano Magalhães / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:06:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Queiros_LeonardoRibeiro_D.pdf: 4578111 bytes, checksum: 0b1dc312c1395c35b3ba9234c98be18d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo principal desse trabalho consistiu em desenvolver um dispositivo de controle que permitisse aplicação em taxa variável e em tempo real de fitorreguladores na cultura do algodoeiro. Assume-se a hipótese que "utilizando um dispositivo de controle com sistema hidráulico e controle eletrônico, é possível, em tempo real, variar a taxa de aplicação de fitorreguladores no algodão, baseado nas informações obtidas nos sensores de ultrassom, que detectam a altura das plantas também em tempo real; no algoritmo de crescimento da planta e na dosagem do fitorregulador estabelecido pelo usuário do sistema". O dispositivo proposto é composto de três sistemas: Hidráulico, Ultrassom e Controle. O sistema Hidráulico consiste do comando de pulverização e circuito eletrônico para aquisição de dados e atuação nos componentes desse comando. O sistema de Ultrassom é um circuito eletrônico composto por um conjunto de sensores ultrassom que realizam a medição da altura de plantas de algodão. O sistema de Controle é o núcleo do dispositivo, pois é o responsável por gerenciar as informações dos sistemas Hidráulico e de Ultrassom e, com um algoritmo de controle Proporcional-Integral-Derivativo (PID) retroalimentado pelo sensor de pressão e regras de aplicação de fitorregulador, é capaz de variar a dose em tempo real controlando as válvulas do comando de pulverização. Os circuitos eletrônicos foram desenvolvidos com base na arquitetura microcontrolada PIC18F452 e comunicação sem fio por meio de módulos de rádio frequência que implementam o protocolo ZigBee. Para o desenvolvimento das interfaces de validação dos três sistemas adotou-se tecnologias de software livre como a linguagem de programação Java, ambiente de desenvolvimento Netbeans e sistema operacional Linux. Para validação do Dispositivo proposto, foi utilizado um mapa de uma área de 7.3 ha com o registro georeferenciado de alturas de plantas de algodão e regras de aplicação de fitorregulador, considerando as velocidades de pulverização 2,5 m.s-1 e 5 m.s-1. Independentemente das velocidades simuladas, houve potencial economia de aplicação de regulador de crescimento Também foram realizadas validações para verificar se o dispositivo proposto manteria a pressão desejada simulando o entupimento de bico de forma lenta e rápida. Os resultados mostram que em ambas as situações a pressão é mantida próxima do valor desejado. Com os resultados obtidos, conclui-se que o dispositivo proposto atende ao objetivo de sua proposição / Abstract: The main objective of this project was to develop a prototype device control capable to accomplish the application of plant growth regulator at variable rate in real time in cotton crop. We assume the hypothesis that "by using a control device with hydraulic and electronic control, it's possible to vary the application of plant growth regulator in cotton crop, based on the information obtained from the ultrasound tranducers to detect the height of the plants in real time; the plant growth algorithm and plant growth regulator dosage established by the system user". In the devise proposed there are three systems: Hydraulic, Ultrasound and Control. The Hydraulic system is compound by the sprayer command and electronic circuit for data acquisition and actuation in the components used in the sprayer command. The Ultrasound system is a electronic circuit composed by a set of ultrasound sensors that measure the cotton plants height. The Control system is the core of the Device, because it's responsible by the information management in the hydraulic and ultrasound systems and, with a control algorithm Proportional-Integral-Derivative (PID) retrofitted by the pressure sensor and application rules of plant growth regulator, it?s capable of varying the dose in real time by controlling the valves of the spray command. The electronic circuits were developed based on the PIC18F452 microcontrolled architecture and wireless communication by radio frequency modules that implement the ZigBee protocol. In the development of the three systems validation interfaces we have adopted the technology of the open source tools as Java, IDE Netbeans and Linux operational system. To validate the device, we have used 7,3 ha of heights cotton plants previously mapped and rules application of plant growth regulator, considering the sprayers velocity 2,5 m.s-1 e 5 m.s-1. Regardless the speed simulates, there were a potential economy of regulator growth application. Validations were also performed to verify if the device could keep the desired pressure. We have simulated the nozzle obstruction in a fast way and in a slow way. The results show that both situations the pressure is kept near the desired value. With these results the device reach the objective of this proposition / Doutorado / Maquinas Agricolas / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Nelson Luis Cappelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-18T04:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tizzei_Alexandre_M.pdf: 3962897 bytes, checksum: ba2caf53bcbfd029ab7207a66dd56210 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O armazenamento refrigerado dos produtos agrícolas visa atender a uma demanda de produtos mais saudáveis por parte dos mercados e dos consumidores. Tende também, proporcionar aos produtores uma alternativa de aprazar o tempo para a comercialização dos produtos armazenados. O armazenamento refrigerado é importante para uma melhor conservação dos produtos perecíveis, pois com o decréscimo da temperatura de armazenamento, as reações metabólicas diminuem. Os sistemas de refrigeração por compressão de vapor, em sua grande maioria, executam o algoritmo de controle liga-desliga, mantendo o motor elétrico do compressor em uma rotação fixa, e não contemplando as condições variáveis as quais o sistema está sujeito. O motor elétrico do compressor é acionado à plena capacidade quando apenas é necessário suprir pequenas variações de temperatura. A estratégia de controle liga-desliga provoca uma grande variação de temperatura no interior da câmara de armazenamento e um maior consumo de energia elétrica, quando comparado a sistemas que utilizam técnicas mais eficazes de controle. Nesse trabalho, estudou-se a possibilidade de se reduzir o consumo de energia elétrica em um sistema de refrigeração, submetendo o motor elétrico do compressor a um regime de rotação variável, segundo a carga térmica a ser suprimida. Para tanto, instrumentou-se o sistema de refrigeração e foi desenvolvido um aplicativo para aquisição de dados, monitoramento e controle do processo, a fim de possibilitar a implementação das ações de controle, tais como: liga - desliga, proporcional, integral e derivativo (PID) e fuzzy. Buscou-se através da implementação das ações de controle, uma menor variação da temperatura no interior da câmara de armazenamento e uma economia de energia elétrica. O controlador fuzzy apresentou os melhores resultados, superando tanto o controlador liga - desliga, quanto o controlador PID. / Abstract: The cold storage of agricultural products intended to meet a demand for healthier products by markets and consumers. You can also give producers an alternative to extend the time for the marketing of products stored. Cold storage is important for a better conservation of perishable products. Because with the decrease in storage temperature, the metabolic reactions subside. The refrigeration vapor compression, mostly running the control algorithm on-off, keeping the electric motor of the compressor in a flat spin and not contemplating the varying conditions which the system is subjected. The electric motor of the compressor is driven at full capacity only when it is necessary to fill small temperature variations. The control strategy on-off causes a large variation in temperature within the storage chamber and a higher power consumption compared to systems using more effective techniques of control. We studied the possibility of reducing the power consumption in a refrigeration system, subjecting the electric motor of the compressor to a variable speed of the second heat load to be removed, for both, if the instrument cooling system and a software was developed for data acquisition, monitoring and process control, to enable the implementation of control measures such as on - off, proportional, integral and derivative (PID) and fuzzy. Sought through the implementation of control measures, a smaller variation of temperature inside the storage chamber and greater energy saving. The fuzzy controller showed the best results, exceeding both the on-off controller as PID controller / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Vivaldo Silveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:39:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sampaio_KliciaAraujo_M.pdf: 9372633 bytes, checksum: 97ee089783099e97ff258983516fbdc1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pilotto_Rafael_M.pdf: 4691143 bytes, checksum: 8c6f267d72179ac9f88041489c3da8b5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O uso de atuadores magnéticos para redução de vibrações visa substituir, em algumas ocasiões, os mancais magnéticos, uma vez que o atuador magnético envolve requisitos de projeto de menor complexidade em sua configuração. O presente trabalho consiste em avaliar como um atuador magnético se comporta ao controlar as vibrações em uma viga flexível de material metálico, bi-engastada, modelada computacionalmente, utilizando o método dos elementos finitos. O atuador magnético é inserido no modelo, utilizando a teoria de eletromagnetismo, assim como os componentes: amplificador de corrente, sensor de posição indutivo e um controlador PID (proporcional-integrador-derivativo). No modelo computacional, o atuador e o sensor de posição são posicionados em diferentes nós, com o propósito de estudar a eficácia do sistema atuador-controlador-sensor em função da sua posição ao longo da viga. Os parâmetros do controlador PID foram obtidos utilizando o método de otimização de Ziegler-Nichols, para as posições observadas do sistema atuador-sensor, e a técnica LPV (Linear Parameter Varying ¿ Variação Linear de Parâmetros) foi então aplicada para o desdobramento desses parâmetros como uma função do comprimento da viga. Para a validação experimental, foram utilizados dois dispositivos para a excitação externa da viga: um equipamento eletromecânico, denominado Shaker, que gerou ondas senoidais nas frequências naturais do sistema, com o propósito de verificar o comportamento do conjunto atuador/controlador em condições críticas, e um martelo de impacto, que excitou a viga através de um impulso único, o qual permitiu obter a dissipação de energia na viga em função do tempo decorrido até o amortecimento completo da resposta transiente. Assim, foram realizadas comparações entre os resultados obtidos a partir do modelo por elementos finitos e as análises realizadas sobre as medições na bancada experimental. Pode-se também observar o comportamento do atuador magnético, no que concerne ao controle de vibrações, em função de seu posicionamento ao longo da viga flexível / Abstract: The use of magnetic actuators for vibration reduction aims to substitute, in some occasions, the magnetic bearings, since the magnetic actuator involves less complex project requirements in its configuration. The present study consists of evaluating how a magnetic actuator behaves while controlling vibration in a flexible metallic beam, modeled using the finite elements method. The magnetic actuator is inserted into the model utilizing electromagnetic theory. Other components are added to the model through the theory of control of mechanical systems, such as: current amplifier, inductive position sensor and a PID controller (Proportional-Integral-Derivative). The actuator and the sensor are placed in different nodes in the computational model, in order to study the effectiveness of the actuator-controller-sensor system depending on its positioning in the beam. The parameters of the PID controller for the entire length of the beam were obtained using the Ziegler-Nichols optimization method for the locations of the beam where the actuator-sensor system was positioned and the LPV (Linear Parameter Varying) technique was applied to the unfolding of these parameters as a function of the beam length. For the experimental validation, two devices were used to act as an external excitation in the beam, an electromechanical equipment called Shaker, which generated sinusoidal waves in the natural frequencies of the system, in order to verify the behavior of the actuator/controller in critical conditions, and a modal hammer that excited the beam through a single impulse, which allowed the energy dissipation to be measured as a function of the time period until the complete damping of the transient response. Thus, the results obtained from the finite elements model were compared with the experimental analysis on the test rig. Moreover, the behavior of the magnetic actuator in vibration control is evaluated regarding its position alongside the flexible beam / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

This work addresses the design and real-time implementation of adaptive control strategies on the parabolic solar collector to enhance the production efficiency under varying working conditions. For example, the unpredictable variations of the solar irradiance and thermal losses, these factors can be a major problem in the control design. The control objective is to force the outlet temperature of the collector fluid, to track a predefined reference temperature regardless of the environmental changes. In this work, two control strategies have been designed and analyzed. First, an intelligent proportional-integral feedback control, which combines the proportionalintegral feedback control with an ultra-local model is proposed. This strategy uses a transfer function model that has been derived and identified from real-time data and used to test the controller performance. Second, an adaptive nonlinear control using Lyapunov stability theory combined with the phenomenological representation of the system is introduced. This strategy uses a bilinear model derived from the heat transfer equation. Both control strategies showed good performance in the simulations with respect to the convergence time and tracking accuracy. Besides, the conventional proportional-integral controller has been successfully implemented in the real system.