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Controle preditivo aplicado à planta piloto de neutralização de pH. / Predictive control applied to a pH neutralization pilot plant.Favaro, Juliana 27 September 2012 (has links)
Uma das técnicas de controle avançado que vem ganhando destaque no cenário econômico e ecológico, focando maior sustentabilidade e a otimização dos processos, é o controle preditivo, o qual já vem sendo aplicado em indústrias químicas e petroquímicas. Esta dissertação trata do desenvolvimento de um controle preditivo aplicado a uma planta piloto de neutralização de pH, presente no Laboratório de Controle de Processos Industriais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. O desenvolvimento do projeto pode ser dividido em quatro etapas: implementação das malhas de controle regulatório, identificação dos sistemas, construção do controlador preditivo, aplicações e análises experimentais. Na primeira etapa foi necessário estudar o sistema em questão e implementar algumas malhas internas usando controladores PID. Na segunda etapa foi realizada a identificação do modelo da planta, ressaltando que pontos de operação e ajuste de parâmetros internos são determinantes para a modelagem. Já na terceira etapa desenvolveu-se um controlador preditivo, através de softwares auxiliares como o MATLAB e o IIT 800xA da ABB, que foram utilizados para o desenvolvimento e implementação do algoritmo de controle. Por fim, na última etapa, foi feita a análise e comparação dos resultados, quando se submete à planta a um controlador PID, quando aplicado um controlador preditivo em cascata com controladores PID e quando se utiliza apenas o controlador preditivo com ação direta nos atuadores. / The predictive control is an advanced control technique which has gained evidence in the economic and ecological context because the search for sustainability and process optimization. This control has already been applied by the chemical and petrochemical industries. The purpose of this project is to develop a predictive controller which will be applied in a pH neutralization plant located in the Industrial Processes Control Laboratory at Polytechnic School of the University of São Paulo. The development of this project can be divided into four stages: implementation of regulatory control loops, identification of the system, construction of the predictive controller, applications and experimental analysis. The first step is necessary in order to study the plant and to implement some internal loops using PID controllers. In the second step, the identification process of the plant model will be done. It is important to note that operating points and internal parameter settings are very important for modeling. In the third stage, using the model obtained from the identification process, a predictive controller is built from auxiliary software such as MATLAB and IIT 800xA (by ABB), which will be used for the development and implementation of the control algorithm. Finally, the last step consists in collecting and analyzing the results of the pH neutralization plant. At this stage the responses of each controller will be compared: PID controller, MPC controller in cascade mode with PID and MPC controller acting directly on actuators.
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Controladores robustos do tipo LQG/LTR de ordem reduzida para sistemas MIMO com saídas independentes de seus modos não dominantesFERNANDES, Pedro Baptista 17 February 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo principal desta dissertação é apresentar uma solução eficiente, prática e de simples
implementação para um problema recorrente em projetos de controladores robustos multivariáveis
do tipo LQG/LTR: a elevada ordem que estes controladores podem obter dependendo das
complicações apresentadas pelo sistema dificultando para que este possa ser controlado de maneira
satisfatória. Para que esta meta seja alcançada, é apresentada uma técnica de redução do modelo de
sistemas com metodologia bastante descomplicada, dispensando qualquer necessidade de
complexas programações para a sua utilização. Esta metodologia porém, é somente aplicável a uma
classe bastante específica de sistema. Em suma, o sistema deve possuir variáveis de estado
desacopladas do restante do sistema, ou seja, variáveis que não sofram influências de outras e que
também não provoquem grande efeito nas saídas do sistema. Foi escolhido um sistema multivariável de sexta ordem, com duas entradas e duas saídas para
que a técnica de redução de ordem de modelo seja testada. Este sistema possui as características
especiais mencionadas anteriormente bem como exige o projeto de compensador dinâmico e a
adição de integradores às suas saídas para que seja controlado adequadamente. Este trabalho pretende apresentar o procedimento de todo o projeto mencionado, desde a
obtenção de um modelo de ordem reduzida até a implementação do controlador LQG/LTR. Em
seguida, o controlador obtido é testado através de diversas simulações e os resultados encontrados
são discutidos para a avaliação da eficácia e da praticidade do método proposto para obtenção de
controladores de ordem reduzida. / This thesis’ main goal is to introduce an efficient, practical and easy to implement solution to a
recurring problem in projects of LQG/LTR multivariable robust controllers: the high order these
controllers may obtain depending on the complications presented by the system hampering its
control in a satisfactory way. For this goal to be achieved, a system model reduction technique with very simple methodology
is introduced, dispensing any needs of complex programming for its use. This methodology however,
is only applicable to a very specific class of system. Summarizing, the system must have state
variables decoupled from the rest of the system, that is, variables that don’t not influenced by others
and that also don’t cause major effects on the system’s outputs. It was chosen a sixth order multivariable system having two inputs and two outputs for the
model order reduction be tested. This system has the special characteristics mentioned before and
also demands a dynamic compensator project as well as the integrators addition to its outputs so it
can be controlled adequately. This text intends to show the procedure for the whole project, since the reduced order model
achievement to the LQG/LTR controller implementation. Then, the obtained controller is tested
through several simulations and the attained results are discussed for effectiveness and practicality
evaluation of the proposed method for reduced order controller project.
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Controle preditivo aplicado à planta piloto de neutralização de pH. / Predictive control applied to a pH neutralization pilot plant.Juliana Favaro 27 September 2012 (has links)
Uma das técnicas de controle avançado que vem ganhando destaque no cenário econômico e ecológico, focando maior sustentabilidade e a otimização dos processos, é o controle preditivo, o qual já vem sendo aplicado em indústrias químicas e petroquímicas. Esta dissertação trata do desenvolvimento de um controle preditivo aplicado a uma planta piloto de neutralização de pH, presente no Laboratório de Controle de Processos Industriais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. O desenvolvimento do projeto pode ser dividido em quatro etapas: implementação das malhas de controle regulatório, identificação dos sistemas, construção do controlador preditivo, aplicações e análises experimentais. Na primeira etapa foi necessário estudar o sistema em questão e implementar algumas malhas internas usando controladores PID. Na segunda etapa foi realizada a identificação do modelo da planta, ressaltando que pontos de operação e ajuste de parâmetros internos são determinantes para a modelagem. Já na terceira etapa desenvolveu-se um controlador preditivo, através de softwares auxiliares como o MATLAB e o IIT 800xA da ABB, que foram utilizados para o desenvolvimento e implementação do algoritmo de controle. Por fim, na última etapa, foi feita a análise e comparação dos resultados, quando se submete à planta a um controlador PID, quando aplicado um controlador preditivo em cascata com controladores PID e quando se utiliza apenas o controlador preditivo com ação direta nos atuadores. / The predictive control is an advanced control technique which has gained evidence in the economic and ecological context because the search for sustainability and process optimization. This control has already been applied by the chemical and petrochemical industries. The purpose of this project is to develop a predictive controller which will be applied in a pH neutralization plant located in the Industrial Processes Control Laboratory at Polytechnic School of the University of São Paulo. The development of this project can be divided into four stages: implementation of regulatory control loops, identification of the system, construction of the predictive controller, applications and experimental analysis. The first step is necessary in order to study the plant and to implement some internal loops using PID controllers. In the second step, the identification process of the plant model will be done. It is important to note that operating points and internal parameter settings are very important for modeling. In the third stage, using the model obtained from the identification process, a predictive controller is built from auxiliary software such as MATLAB and IIT 800xA (by ABB), which will be used for the development and implementation of the control algorithm. Finally, the last step consists in collecting and analyzing the results of the pH neutralization plant. At this stage the responses of each controller will be compared: PID controller, MPC controller in cascade mode with PID and MPC controller acting directly on actuators.
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