Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-04T04:12:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344653.pdf: 2108076 bytes, checksum: 191ece33681ef25464279d80eb92f1c5 (MD5) Previous issue date: 2016 / Nesta tese é apresentada uma proposta de sistema de inferência fuzzy interpolativo do tipo Takagi-Sugeno aplicado ao controlador por matriz dinâmica para o controle de sistemas não-lineares de modelo Hammerstein. Embora a literatura de controladores preditivos baseados em modelo seja vasta há uma necessidade quanto a aplicações MIMO (Multiple Input Multiple Output) para modelos Hammerstein. Parte do problema está na dificuldade em modelar a não-linearidade e utilizar este modelo na estrutura de controle preditivo baseado em modelo. Uma possibilidade é o uso de otimização numérica para resolver o conjunto de equações do controlador preditivo porém esta é uma alternativa computacionalmente custosa e em algumas situações inexequível, já que pode não atender requisitos de aplicação prática. Por outro lado é possível utilizar no controlador um compensador de saída cujo objetivo é cancelar a não-linearidade estática do modelo Hammerstein através da sua função inversa, resultando em um projeto pseudo-linear. A vantagem desta abordagem é que o sistema resultante se comporta como um sistema linear e assim é possível aplicar técnicas clássicas de estabilidade, robustez e análise frequencial. O objetivo principal desta tese é a aplicação do controlador por matriz dinâmica em sistemas MIMO com modelo Hammerstein. A não-linearidade do modelo é compensada usando um método conhecido como busca iterativa, onde é escolhida a melhor solução da função inversa, no caso de múltiplas soluções. Para modelar a não-linearidade estática do modelo Hammerstein foi desenvolvido um interpolador fuzzy Takagi-Sugeno, chamado Interpolador Hipercúbico de Lógica Fuzzy (FLHI - Fuzzy Logic Hypercube Interpolator). Neste interpolador as funções de pertinência agem como funções de base. Conjunção lógica de funções de pertinência de base no espaço de um hipercubo unitário permite interpolação multivariável de N dimensões. A escolha de funções de pertinência determina características interpoladoras, permitindo que FLHI se comporte como um interpolador vizinho mais próximo, linear, spline, Lanczos ou cúbico, para citar alguns. O interpolador proposto é aplicado como solução ao problema de modelagem de não-linearidades estáticas, já que é capaz de modelar tanto uma função quanto sua função inversa. Três casos de estudo da literatura são apresentados: um sistema SISO (Single Input Single Output), um sistema MISO (Multiple Input Single Output) e um sistema MIMO. Bons resultados são alcançados ao que se diz respeito a métricas de desempenho tais como rastreamento de referência, variação de controle e robustez. Os resultados obtidos indicam a aplicabilidade do método proposto como compensador de saída em controle preditivo, devido a sua capacidade em modelar não-linearidades estáticas de sistemas Hammerstein e suas funções inversas.<br> / Abstract : This thesis presents a proposal for a fuzzy Takagi-Sugeno inference system applied to dynamic matrix control for control of non-linear systems with Hammerstein Model. Although the model based predictive control literature is vast there is a necessity regarding MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) applications for Hammerstein model. Part of the problem lies in the difficulty in modelling the nonlinearity and using this model in a predictive control structure. One possibility is the use of numeric optimization to solve the set of predictive control equations, however this is a computationally expensive alternative and in some situations unfeasible, since it may not comply to practical requirements. On the other hand, it's possible to use an output compensator in the controller with the goal of cancelling the static nonlinearity in the Hammerstein model through its inverse function. The advantage of this approach is that the resulting system behaves as a linear system and as such it's possible to apply classical techniques for stability, robustness and frequency analysis. The main objective of this thesis is the application of dynamic matrix control to MIMO systems with Hammerstein model, the nonlinearity of the model is compensated using a method known as iterative search, where the best solution of the inverse function is chosen, in the case of multiple solutions. A fuzzy Takagi-Sugeno interpolator was created aiming to model static non-linearities in Hammerstein Models, called Fuzzy Logic Hypercube Interpolator (FLHI). In this interpolator membership functions act as kernel functions. Logical conjunction of kernel membership functions in unitary hypercube space allow N-dimension multivariable interpolation. Choice of membership functions determine interpolating characteristics, enabling FLHI to present itself as an interpolator such as nearest neighbor, linear, spline, Lanczos or cubic, to name a few. The proposed interpolator is applied as a solution to the problem of modeling static non-linearities, since it is capable of modeling both a function and its inverse function. Three case studies from literature are presented: a SISO (Single-Input Single-Output) system, a MISO (Multiple-Input Multiple-Output) system and a MIMO system. Good results are obtained regarding performance metrics such as set-point tracking, control variation and robustness. Obtained results indicate applicability of the proposed method in modeling static non-linearities of Hammerstein systems and its inverse functions as implementation of an output compensator in predictive control.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-04T04:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344654.pdf: 1842989 bytes, checksum: ed60410ad5f17e816c73994116dcb608 (MD5) Previous issue date: 2016 / O objetivo deste trabalho é abordar a gestão de energia dos sistemas de geração e armazenamento de energia. Estes sistemas são atualmente uma realidade em países onde é desejada uma diversificação das fontes de energia e uma maior penetração das fontes renováveis. Em particular, o Brasil possui uma matriz energética diversificada com base em recursos hídricos, biomassa (etanol), gás natural e petróleo. Mas, expectativa para o futuro próximo é um aumento da utilização de fontes de energia renováveis, principalmente solar e eólica. Dessa forma, este trabalho ataca um problema econômico atual e importante para o País. Uma rede de energia em grande escala pode ser subdividida em subsistemas chamados micro-redes, que podem ser vistos como um conjunto de geradores despacháveis e/ou não-despacháveis que utilizam energias fósseis e/ou renováveis, armazenadores de energia e consumidores. Uma micro-rede pode operar em modo ilha, conectada com a rede principal e interligada com outras micro-redes. Sabe-se que a operação ideal de cada unidade não garante o perfeito funcionamento global da micro-rede, o que leva a um comportamento inaceitável. Assim, torna-se necessária a coordenação entre todos os elementos da micro-rede. A mesma filosofia deve ser aplicada no problema de micro-redes interligadas. Do ponto de vista da modelagem, os modelos de sistemas de gestão de energia no nível superior têm características híbridas, devido à necessidade de introduzir variáveis binárias, por exemplo, para modelar a dinâmica de armazenamento ou preços diferentes para operações econômicas como compra/venda de energia. Assim, uma abordagem natural para controlar esses sistemas é a utilização de controle preditivo, o qual já é amplamente utilizado na indústria de processos e pode lidar com problemas híbridos de optimização. Em uma micro-rede operando em modo conectada à rede principal o desafio de controle é maximizar o uso de fontes renováveis, minimizar o uso de combustíveis fósseis e a quantidade de energia comprada da rede de distribuição, amortecer flutuações de energia e atender a demanda. No caso de micro-redes interligadas é desejada uma estratégia de controle que permita a interação entre micro-redes para compartilhar fontes de energia e reduzir o fluxo de energia com a rede de distribuição. Assim, para uma única micro-rede o controle centralizado parece uma boa opção, enquanto para micro-redes interligadas, quando o intercâmbio de informação é limitado, o controle distribuído aparece como uma solução interessante. Nesta tese é con\-si\-de\-ra\-do o problema de controle de micro-redes em diferentes cenários, dentre eles uma microrrede de laboratório com armazenador de hidrogênio, o estudo de microrredes interligadas e uma planta de geração da indústria da cana de açúcar. O objetivo principal é propor soluções baseadas em controle preditivo para atender os requisitos de operação do sistema.<br> / Abstract : The objective of this thesis is to address the energy management of power generation and energy storage systems. These systems are nowadays a reality in countries where a diversification of energy sources and a higher penetration of renewable sources is desired. In particular, Brazil has a diversified energy matrix based on water resources, biomass (ethanol), natural gas and oil. But the expectation for the near future is an increase in the use of renewable sources, mainly solar and wind. Thus, this work attacks a current and important economic problem for the country. A large scale energy network can be subdivided into subsystems called Microgrids, that can be seen as set of dispatchable and/or non-dispatchable generators that uses fossil and/or renewable energy, storage units and consumers. A microgrid can operate in island mode, grid-connected mode and interconnected with other microgrids as the so called networked microgrids. It is known that an ideal operation of each unit does not guarantee the perfect operation of the overall microgrid, which leads to an unacceptable behavior. Thus it becomes necessary coordination between all microgrid elements. The same philosophy should be applied in the networked microgrids problem. From modeling point of view, the top level energy management system models have hybrid characteristics due to the need to introduce binary variables, for example, to model storage dynamics or different prices for economic operations like sell/purchase of energy. Thus, a natural approach to control these systems is the use of predictive control, which is already widely used in the process industry and can deal with hybrid optimization problems. In a microgrid operating in grid connected mode the control challenges are to maximize the use of renewable sources, minimize the use of fossil sources an the amount of energy bought from distribution network operator (DNO), mitigate energy fluctuating and meet the demand. In an interconnected case a control strategy that allows the interaction between microgrids to share energy sources and reduce the energy flow with DNO is desired. Thus for a single microgrid the centralized control seems to be a good option and for networked microgrids, when information sharing is limited, the distributed control appears as an interesting solution. In this thesis the problem of control of microgrids in different scenarios is considered, among them a laboratory microgrid with hydrogen storage, the study of four interconnected microgrids and a sugar cane industry power plant. The main objective is to propose solutions based on model predictive control to attend the system operation requirements.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T20:57:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 205195.pdf: 5435193 bytes, checksum: 248fe2ac09513cc3bd7e8aea4fb1cd3b (MD5) / Neste trabalho é implementado um algoritmo de controle preditivo com modelo adaptativo em um reator de pirólise operando em regime semibatelada. Um reator de 8L e mais um sistema de separação foram desenvolvidos para este propósito. A temperatura do reator é controlada através de um sistema de controle digital implementado para este processo. O modelo utilizado para inferir sobre o processo é uma rede neural multicamada completamente recursiva. Inicialmente um controlador preditivo é implementado, notando-se um problema de desvio permanente da variável controlada em relação ao set point. Para evitar problemas de offset um algoritmo adaptativo é adotado, efetuando on-line a atualização dos pesos da rede. A rede neural é utilizada para predizer explicitamente a saída do processo (temperatura do reator) através de um horizonte de predição pré-definido. Esse vetor de saída do processo é usado para estimar, através de otimização, as entradas do processo (potência de aquecimento). O Controlador preditivo adaptativo apresentou desempenho superior aos controladores clássicos do tipo retroalimentação, estabilizando a temperatura sem overshoots significativos, sem offset e conseguindo compensar os fortes distúrbios ocasionados pelo alívio da pressão do reator através da liberação parcial dos produtos da pirólise de borra de tinta.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T21:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208780.pdf: 2874045 bytes, checksum: 159b1e2643264f5b63def2398ce4ab3d (MD5) / Os controladores PID (proporcional, integral e derivativo) avançados são controladores compostos de estrutura PID, cujos parâmetros são sintonizados por um dos métodos pertencentes ao controle inteligente, robusto, preditivo, adaptativo, não-linear ou ótimo, sem que se modifique o princípio de atuação desses parâmetros. A proposta desta dissertação é desenvolver e comparar diferentes técnicas de controle PID avançadas aplicadas ao controle, em ambiente de simulação, da espessura de chapas de aço produzidas por um laminador quádruo simples. A motivação deve-se ao fato de ser a laminação a área de maior influência no custo operacional do aço, além do constante esforço dos engenheiros para melhorar o desempenho, a produtividade e a qualidade do produto. No estudo de caso obtém-se a modelagem de uma cadeira de laminação, observando-se as variáveis pertinentes ao controle, bem como a descrição dos principais problemas como o atraso de transporte inerente à medição de espessura e o efeito da excentricidade devida a imperfeição dos cilindros. A dissertação aborda estratégias de controle PID avançados visando melhor o tratamento do atraso de transporte, usando abordagens de controle preditivo generalizado e compensadores PID, apresentando as etapas de desenvolvimento das abordagens avançadas a partir da técnica clássica. As simulações são realizadas para análises do comportamento regulatório da malha de controle, da robustez e da tolerância à excentricidade em regime permanente.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-19T20:57:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:28:23Z : No. of bitstreams: 1 183135.pdf: 11455154 bytes, checksum: 78f44a203e8565a27d3d1028c137afb6 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T01:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 189079.pdf: 2535930 bytes, checksum: 4eeb399d693e15d2488e7221d1598ac5 (MD5) / Esta dissertação, que tem um caráter teórico-prático, apresenta um estudo do processo de secagem de peças cerâmicas e analisa o projeto e ajuste do sistema de controle de temperatura de um secador vertical de ciclo contínuo. O estudo do comportamento do processo é realizado a partir de um modelo matemático obtido com dados experimentais do secador instalado na linha de produção de monoporosa da Eliane Revestimentos Cerâmicos - Unidade V, em Criciúma - SC. A partir do modelo obtido projetam-se diversas estratégias de controle clássico, controle PI, PID e uma técnica de controle preditivo, o Controle Preditivo Generalizado (GPC) baseado no preditor de Smith. A aplicação destas técnicas ao modelo simulado do secador, permite compara-las tanto do ponto de vista do comportamento dinâmico como da complexidade de implementação. As conclusões desta análise servem para indicar as modificações a serem implantadas no sistema de controle analógico existente no processo real. Finalmente, apresentam-se resultados experimentais com a utilização do controlador PI analógico instalado no processo que mostram as melhorias introduzidas no desempenho do sistema com o ajuste proposto para o controlador. Desta forma o trabalho contribui para a melhoria imediata do comportamento do secador e aponta para futuras modificações do sistema de medição e controle que permitiriam otimizar o seu desempenho.

No campo de simulação dinâmica de processos, o entendimento da natureza dinâmica de processos químicos industriais é fundamental quando questões de projeto e de sistemas de processos surgem. As abordagens atualmente aplicadas, como Resposta Degrau (RD), Função de Transferência (FT) e representação Discreta em Espaços de Estado (DEE) apresentam algumas desvantagens, principalmente relacionadas a questões de amostragem fixa e à carga computacional envolvida na sua simulação. Tendo isso em mente, uma nova abordagem é proposta, valendo-se da parametrização das entradas do sistema por splines piecewise cúbicas e da representação de sistemas em espaços de estado no domínio contínuo, onde se torna possível, a partir de poucos dados que revelem a informação dinâmica do processo, a simulação do mesmo ao longo de um horizonte. A essa abordagem foi dada o nome de Spline Dynamic Matrix (SDM), tratando-se de uma construção análoga à Matriz Dinâmica (Cutler and Ramaker 1980) proposta no início da década de 80, onde a multiplicação da variação das entradas no sistema por uma matriz que compreenda toda a informação dinâmica do sistema permite o cálculo rápido das saídas do mesmo. Suportado por essa metodologia, propõe-se juntamente a formulação de um novo controlador preditivo baseado em modelo (MPC) linear, Spline Dynamic Matrix Controller (SDMC), onde a redução do número de variáveis do processo pode levar a uma resolução mais rápida e mais robusta. Para corroborar as proposições apresentadas, são apresentados resultados referentes à simulação de processos dinâmicos e à comparação do desempenho do novo MPC proposto com um MPC baseado em resposta degrau (versão clássica), para um estudo de caso SISO (Single Input Single Output), e com um MPC baseado em espaços de estado, para o caso MIMO (Multiple Input Multiple Output), validando o potencial e versatilidade da técnica. / In the field of dynamic simulation, an understanding of the dynamic behavior of chemical processes is important from both process design and process system perspectives. Several methodologies have been developed so far, such as Step Response (SR), Transfer Function (TF) and Discrete State Space representation (DSS). Such approaches, however, have some disadvantages, regarding simulation speed, computational load and fixed sampling. From this premise, a new approach is proposed, where the input parametrization by piecewise cubic splines is combined with state space representation in the continuous domain, guaranteeing, from few data that gathers all the process dynamic information, simulation along a certain horizon. Such representation is called Spline Dynamic Matrix (SDM), inspired in the likewise representation of the Dynamic Matrix (DM) (Cutler and Ramaker 1980) proposed in the early 80’s. The main idea resides in a multiplication of the input variation by a matrix that can embrace all the dynamic data, allowing a fast output calculation. By using this methodology, a new linear model predictive controller (MPC) is also proposed, Spline Dynamic Matrix Controller (SDMC), where the variable diminishment could lead to a faster and more robust resolution. So that such propositions can be validated, results are presented regarding dynamic process simulation and comparison of the performance achieved by the MPC proposed in this dissertation. In order to accomplish that, one MPC based on SR representation, for a SISO (Single Input Single Output) case study, and another one based on state space representation, for a MIMO (Multiple Input Multiple Output) system, were used, confirming that the potential and versatility of SDM technique can be truly perceived.

No campo de simulação dinâmica de processos, o entendimento da natureza dinâmica de processos químicos industriais é fundamental quando questões de projeto e de sistemas de processos surgem. As abordagens atualmente aplicadas, como Resposta Degrau (RD), Função de Transferência (FT) e representação Discreta em Espaços de Estado (DEE) apresentam algumas desvantagens, principalmente relacionadas a questões de amostragem fixa e à carga computacional envolvida na sua simulação. Tendo isso em mente, uma nova abordagem é proposta, valendo-se da parametrização das entradas do sistema por splines piecewise cúbicas e da representação de sistemas em espaços de estado no domínio contínuo, onde se torna possível, a partir de poucos dados que revelem a informação dinâmica do processo, a simulação do mesmo ao longo de um horizonte. A essa abordagem foi dada o nome de Spline Dynamic Matrix (SDM), tratando-se de uma construção análoga à Matriz Dinâmica (Cutler and Ramaker 1980) proposta no início da década de 80, onde a multiplicação da variação das entradas no sistema por uma matriz que compreenda toda a informação dinâmica do sistema permite o cálculo rápido das saídas do mesmo. Suportado por essa metodologia, propõe-se juntamente a formulação de um novo controlador preditivo baseado em modelo (MPC) linear, Spline Dynamic Matrix Controller (SDMC), onde a redução do número de variáveis do processo pode levar a uma resolução mais rápida e mais robusta. Para corroborar as proposições apresentadas, são apresentados resultados referentes à simulação de processos dinâmicos e à comparação do desempenho do novo MPC proposto com um MPC baseado em resposta degrau (versão clássica), para um estudo de caso SISO (Single Input Single Output), e com um MPC baseado em espaços de estado, para o caso MIMO (Multiple Input Multiple Output), validando o potencial e versatilidade da técnica. / In the field of dynamic simulation, an understanding of the dynamic behavior of chemical processes is important from both process design and process system perspectives. Several methodologies have been developed so far, such as Step Response (SR), Transfer Function (TF) and Discrete State Space representation (DSS). Such approaches, however, have some disadvantages, regarding simulation speed, computational load and fixed sampling. From this premise, a new approach is proposed, where the input parametrization by piecewise cubic splines is combined with state space representation in the continuous domain, guaranteeing, from few data that gathers all the process dynamic information, simulation along a certain horizon. Such representation is called Spline Dynamic Matrix (SDM), inspired in the likewise representation of the Dynamic Matrix (DM) (Cutler and Ramaker 1980) proposed in the early 80’s. The main idea resides in a multiplication of the input variation by a matrix that can embrace all the dynamic data, allowing a fast output calculation. By using this methodology, a new linear model predictive controller (MPC) is also proposed, Spline Dynamic Matrix Controller (SDMC), where the variable diminishment could lead to a faster and more robust resolution. So that such propositions can be validated, results are presented regarding dynamic process simulation and comparison of the performance achieved by the MPC proposed in this dissertation. In order to accomplish that, one MPC based on SR representation, for a SISO (Single Input Single Output) case study, and another one based on state space representation, for a MIMO (Multiple Input Multiple Output) system, were used, confirming that the potential and versatility of SDM technique can be truly perceived.

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T03:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dechechi_EduardoCesar_M.pdf: 3893826 bytes, checksum: 8667d9cd12409e9e17eac0b09dc989de (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: o assunto principal deste trabalho é o desenvolvimento e a aplicação da técnica de controle avançada preditiva DMC (Dynamic Matrix ControI) a um processo fermentativo contínuo de múltiplo estágios com reciclo de microorganismos, de porte industrial. O processo fermentativo considerado neste trabalho apresenta fortes não linearidades, características de sistemas distribuídos, as quais juntamente com a presença de atraso nos instrumentos de medida da concentração de açúcares dificultam muito a qualidade das ¿ações do controlador. Não se verifica na literatura trabalhos aplicando esta técnica de controle avançado (DMC) a esta importante classe de processos encontrados na Engenharia Química. A motivação para o emprego dos controladores DMC deu-se pela grande potencialidade apresentada por este algoritmo para os mais variados sistemas, inclusive considerando-o como um dos mais populares para aplicações industriais. Desta forma o presente trabalho objetivou analisar o comportamento dinâmico deste processo, definir malhas de controle, estudar e aplicar a estratégia de controle avançado preditivo DMC, tanto na forma regulatória como supervisória e comparar o desempenho deste com os obtidos utilizando-se a estratégia de controle clássica PID. O conjunto de atividades realizadas, que possibilitaram o desenvolvimento e a implementação do algoritmo preditivo DMC, pode ser considerado como um procedimento metodológico para o projeto e sintonia desta classe de controladores / Abstract: The main subject of this work is the application and development of the advanced predictive control strategy, DMC 'Dynamic Matrix ControI', to an industrial continuous fermentation process in multiple stages with cells recyc1e. This fermentation process presents higher nonlinearities (a characteristics of distributed systems) and time-delay in the measurement analysis of TRS 'Total Reductor Sugars'. These facts make very difficult for the controller to define an efficient action to be taken. It is not easily found in the available literature application of predictive controLlaws for this complex and very important c1ass of chemical process. The motivation to work with DMC controllers is directly linked to the high potentiality shown by this algorithm for various systems, specially considering that this is one of the most popular control strategies in industrial applications. Concluding, the objective was to analyze the dynamic behavior of this process, to define control loops, to study and to apply this advanced predictive control strategy, DMC, to an industrial fermentation processo This was performed in two fashions: in the regulatory way and in the supervisory way. A comparison with the c1assic PID strategy is also presented. The set of the activities, that made possible the implementation of the predictive algorithm DMC, can be considered as a methodology for the design and tuning of this kind of controllers / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:39:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JoseEdsonLimae_M.pdf: 5386392 bytes, checksum: fcd5a9ebd76f1425ddd88b59d0ab79e3 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: o tratamento dado a problemas que envolvam transferência de massa com reação química tem o sido o mais diverso possível, sendo que a maioria dos trabalhos se preocupa em encontrar soluções analíticas que sirvam para alguns casos específicos, já que soluções analíticas genéricas não são possíveis. Apesar do grande número de trabalhos, as soluções para um grande número de sistemas são apenas aproximações da solução verdadeira.A resolução numérica das equações fundamentais de transferência de massa permite que qualquer tipo de regime cinético seja utilizado. Desta forma, numa primeira etapa deste trabalho, o estudo dos perfis de concentração e fluxos mássicos ao longo de colunas de recheadas de absorção com reação química foi feito utilizando-se as equações fundamentais de transferência de massa com o termo de reação química. As equações foram resolvidas de forma que se adequem a qualquer tipo de sistema em ocorra uma reação química simultânea ao processo de absorção. O método numérico utilizado foi o da colocação ortogonal em elementos finitos, que se mostrou bastante adequado tanto em termos de precisão, como pela redução do sistema de equações obtido. O tratamento dado a simulação dinâmica de colunas recheadas também tem sido bastante simplificado, sendo que características importantes do processo em geral não são levadas em consideração. A utilização do método das Características é uma alternativa para que se possa fazer uma simulação mais rigorosa. No entanto, este necessita do cálculo dos fluxos de transferência de massa em diversos pontos ao longo da coluna, o que torna impossível a sua utilização juntamente com a resolução numérica das equações de transferência de massa. Para contornar este problema, as redes neurais artificiais foram utilizadas na predição dos fluxos de transferência de massa, juntamente com as equações de balanço de massa ao longo da coluna, constituindo assim um modelo neural híbrido. As RNA's mostraram-se bastante adequadas para este fim, apesar da alta não-linearidade apresentada pelos dados de transferência de massa com reação química. Desta forma, o modelo resultante pode usar o rigor da transferência de massa com uma modelagem que inclui características hidrodinâmicas importantes do processo. Os resultados obtidos comprovaram a importância em se considerar o processo desta forma, ao invés das simplificações normalmente feitas. Numa etapa final do trabalho, estudou-se o comportamento do controle preditivo com modelo linear e não-linear frente a este processo que é altamente não-linear. Este estudo mostrou que o processo, pelo fato de ser distribuído, apresenta um comportamento que toma difícil o bom desempenho do sistema de controle. Ao final do trabalho, foi feita uma comparação entre os resultados obtidos com os dois modelos internos do controlador aqui utilizados, não só com relação aos resultados, como também em relação à dificuldade de aplicação e às limitações destes. Encontrou-se que, embora o controle não-linear apresentasse melhores resultados que o linear, a diferença de desempenho não foi tão grande, o que se deve principalmente à grande inércia do sistema frente variável manipulada (neste caso, a vazão de solvente). Conclui-se então que em alguns casos a utilização do controle preditivo com modelo de convolução pode ser justificado pela sua simplicidade de aplicação e resultados razoáveis, quando comparado ao controle com modelo baseado em RNA's / Abstract: Not informed. / Mestrado / Sistema de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química