Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-03T18:08:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-17T15:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T15:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControladorGMVAplicado.pdf: 4787689 bytes, checksum: 5369a6da858d594a439c7bbc0f0a5c05 (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta pesquisa, foram investigadas técnicas de controle linear, preditivo e estocástico, aplicadas ao problema de regulação do ângulo de passo de uma Turbina Eólica. A topologia do Sistema de Conversão de Energia Eólica (SCEE) estudado é do tipo Velocidade Fixa, com ângulo de passo variável. Os SCEE, de maneira geral, são sistemas que, durante seu funcionamento, estão sujeitos à constante entrada de perturbações do tipo estocásticas. Este tipo de perturbação, em muitos casos, é negligenciado, o que afeta o desempenho de controladores cujo o projeto foi baseado em modelos determinísticos. Pesquisas desenvolvidas na da Teoria de Controle Preditivo e Estocástico, têm comprovado os benefícios de se realizar o projeto de controladores baseados em modelos que consideram as parcelas, determinística e estocástica, do processo. Seguindo esta mesma abordagem de projeto, foi desenvolvido, nesta dissertação, o projeto de Reguladores do Ângulo de Passo (RAP), por meio da técnica de Argmentação Estocástica (AE) de controladores determinísticos. Os principais objetivos buscados foram: minimizar o consumo de energia do sistema de controle; e reduzir os custos relacionados à manutenção e troca dos atuadores no sistema de regulação do ângulo de passo. Foram realizados testes em um simulador de SCEE da MathWorks®. Os resultados dos testes comprovam o bom desempenho dos RAP projetados através da AE, os quais alcançaram os objetivos buscados no desenvolvimento desta pesquisa. / In this research, we investigated linear, predictive and stochastic control techniques applied to the pitch angle control of a Wind Turbine. The topology of the Wind Energy Conversion System (WECS) studied was the Fixed-Speed Variable-Pitch. The WECS, in general, is a system that, during their operation, is subject to the constant entry of stochastic disturbances. This type of disturbance is often neglected, which will negatively affect the performance of controllers whose design was based on deterministic models. Researches developed within the Predictive and Stochastic Control Theory, have proven the benefits of performing the design of controllers based on models that consider both the deterministic and stochastic portions of the process. Following this same design approach, the Picth Angle Control (PAC) project was developed, in this dissertation, using the Stochastic Augmentation (SA) of deterministic controllers. The main objectives sought, were: to minimize the energy consumption of the control system; and to reduce the costs related to the maintenance and replacement of actuators in the pitch angle control system. Simulation tests were performed on a MathWorks® WECS simulator. The results of the tests have proved the good performance of the PAC designed through the SA, which reached the control objectives sought with the development of this research.

PAE / O transporte rodoviário é um dos modais mais utilizados para o transporte de passageiros principalmente devido à sua acessibilidade, tanto no contexto nacional como mundial. As organizações buscam métodos e sistemas cada vez mais eficientes para atender de forma satisfatória seus clientes, oferencendo serviços de qualidade e confiáveis. O presente trabalho teve como objetivo propor um modelo matemático de veículos para a minimização de ônibus, evitando ao máximo o desbalanceamento da rede de transporte. O modelo buscou abranger as restrições inerentes aos fluxos em rodoviárias de modo a cobrir todas as viagens de uma tabela de horários já definida, alocando apenas um veículo para cada viagem e aproveitando o mesmo para outras viagens quando possível, atendendo à função objetivo. O modelo foi aplicado à uma empresa de transportes de passageiros com quatro cidades envolvidas e 105 viagens em um tempo de 24 horas. As variáveis e restrições foram identificadas a partir de entrevistas semi -estruturadas e visitas à organização, observando roteiros de viagens a serem cumpridos por dois modelos de ônibus: metropolitanos e articulados. Neste contexto, dois modelos distintos foram montados de forma a atender as viagens, sendo analisadas separadamente. Os resultados definiram um total necessário de 12 ônibus metropolitanos e 4 ônibus articulados para atender às exigências da empresa e da tabela viagens, sendo que todas as restrições foram satisfeitas, detectando -se a necessidade da realização de seis viagens mortas (sem passageiros) para suprir a necessidade de d emanda de ônibus para cada tabela de viagens diárias. Com os resultados, fez-se uma comparação com a programação que a empresa necessitava para cumprir a tabela de viagens, identificando a diminuição de um ônibus metropolitano, sem deixar de cumprir a restrição de autonomia de cada ônibus poder rodar 400 quilômetros sem necessidade de reabastecimento. Algumas melhorias foram identificadasanalisando-se a rede resultante, sendo discutidas ao final da pesquisa e norteando novas intenções de trabalhos futuros. / Road transport is one of the most used modes for passenger transport mainly due to its affordability, in the national and global context. Organizations seek for a better methods and systems to meet the satisfaction of its customers, offering quality and reliable services. This research aimed to propose a vehicle scheduling model to minimize buses, avoiding the transmission system imbalance. The model tried to cover the restrictions inherent about the vehicle flow on bus stations to cover all travel in a given timetable, allocating only one vehicle for each trip and using it for other trips when it is possible, given the objective function. The model was applied to a passenger transportation company with four cities involved and 105 trips in a time of 24 hours. The variables and constraints were identified from semi-structured interviews and visits at organization, identifying the tours to be met by two bus models: articulated and metropolitan. In this context, two different models were fitted to meet the travel , and analyzed separately. The results defined a required total of twelve metropolitan buses and four articulated buses to meet the company and timetable requirements and all constraints were satisfied, detecting the need of perform six deadheading trips (without passengers) to meet the need for demand bus for each table in the daily trips. With the results, a comparison was made between the old programming system adopted by the organization to fulfill the timetable, identifying the reduction of a metropolitan bus, while fulfilling the constraint of autonomy that each bus can travel 400 kilometers. Some improvements were identified by observing the resulting route network, being discussed at the end of the research and guiding for a new works in the future.

In advanced process control, the Model Predictive Control (MPC) may be considered the most important innovation in recent years and the standard tool for industrial applications due to the fact that it keeps the plant operating in the constraints more profitable. However, like every control algorithm, the MPC after some time in operation rarely works as originally designed. Thus, to preserve the benefits of MPC systems for a long period of time, their performance needs to be monitored and evaluated during the operation. This task require the presence of reliable and effective tools to detect when the controller performance is below of the desirable, to define the need, or not, of recommissioning the system. Thus, the objective of this work is development of techniques for monitoring and evaluating the performance of multivariable predictive controllers, being developed two new tools: LQG benchmark Modified and IHMC benchmark. The results obtained from numerical simulations were satisfactory and consistent with the technical literature applied in the developments of the evaluators, which were used in the monitoring of the control system MPC of the oil-water-gas three-phase separation process, offering an appropriate solution and providing subsidies for implementations in real industrial systems. / Em controle avançado de processos, o controlador preditivo ou MPC (Model Predictive Control) pode ser considerado como a mais importante inovação dos últimos anos e a ferramenta padrão para aplicações industriais, devido ao fato do MPC manter a planta operando dentro das suas restrições de forma mais lucrativa. Entretanto, como todo algoritmo de controle, o MPC depois de algum tempo em operação dificilmente funciona como quando fora inicialmente projetado. Desta forma, com o objetivo de manter os benefícios dos sistemas MPC por um longo período de tempo, seu desempenho precisa ser monitorado e avaliado durante a operação. Esta tarefa requer a presença de ferramentas efetivas e confiáveis para detectar quando o desempenho do controlador estiver abaixo do desejável, para definir a necessidade, ou não, de um recomissionamento do sistema. Destarte, aborda-se neste trabalho o desenvolvimento de técnicas para monitoramento e avaliação de desempenho de controladores preditivos multivariáveis, sendo desenvolvidas duas novas ferramentas: LQG benchmark Modificado e IHMC benchmark. Os resultados obtidos a partir de simulações numéricas foram satisfatórios e coerentes com a literatura técnica aplicada no desenvolvimento dos avaliadores, os quais foram utilizados no monitoramento do sistema de controle MPC do processo de separação trifásica água-óleo-gás, oferecendo assim uma solução apropriada e fornecendo subsídios para implementações em sistemas industrias reais.