EVANGELISTA, N. S. Desenvolvimento de um método preditivo para cálculos de massa específica de líquidos iônicos em um amplo intervalo de temperatura e pressão. 2015. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T12:47:50Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_nsevangelista.pdf: 3553049 bytes, checksum: a2ad4eba9815c5482dd70ad5288cf301 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T17:51:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_nsevangelista.pdf: 3553049 bytes, checksum: a2ad4eba9815c5482dd70ad5288cf301 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T17:51:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_nsevangelista.pdf: 3553049 bytes, checksum: a2ad4eba9815c5482dd70ad5288cf301 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Ionic liquids are compounds of considerable interest due to their unique physicochemical properties. A detailed knowledge of these properties is of great importance. In particular, the liquid density is a very important property required in many design problems and, therefore, in process simulation . Experimental measurements of this property is not viable for all the existing ionic liquids . Therefore, development of new methods for its estimation is essential. In this work , a new group contribution model capable of estimating ionic liquids density over a wide range of temperatur e (251.62 – 473. 15 K) is proposed. This method ( “ GCVOL - IL ” ) is an extension of a reliable existing method ( “GCVOL - OL - 60” ) able to estimate the same property for organic molecular compounds at several temperatures and atmospheric pressure . Estimation of density at higher pressures (up to 300 MPa) was performed by the use of a Tait - type equation. A large databank containing 21845 experimental density data for 863 pure ionic liquids and 994 experimental data for 15 different binary mixtures of these com pounds has been applied in the development of this work . The results presented indicated that the model was able to estimate the volumetric behavior (T, P, ρ ) of various ionic liquids ( including policationic species) and of binary mixtures containing these compounds (x, T, ρ ) . The method has been compared to the best existing group contribution models able to estimate the same property. The analysis of different criteria encourage s the application and implementation of the proposed method in process simulators / Líquidos iônicos são compostos possuidores de uma série de características físico-químicas desejáveis para diferentes aplicações industriais. O conhecimento das suas propriedades, sobretudo da massa específica, é fundamental para que eles sejam aplicados em simuladores de processos. A determinação experimental de tal propriedade é impraticável para todos os líquidos iônicos existentes, de forma que métodos capazes de estima-las são requeridos. Neste trabalho, é apresentado um novo método de contribuição de grupos capaz de estimar a massa específica dessa classe de compostos em um amplo intervalo de temperatura (251,62 – 473,15 K), o qual foi denominado “GCVOL-IL”. O método proposto é uma extensão do modelo “GCVOL-OL-60”, o qual é capaz de estimar satisfatoriamente a massa específica de compostos orgânicos moleculares a diferentes temperaturas e à pressão atmosférica. A estimativa da massa específica a altas pressões (até 300 MPa) foi realizada por meio de uma equação do tipo Tait. Para o desenvolvimento deste trabalho, foi criado um banco de dados, composto de 21845 dados experimentais de massa específica para 863 diferentes líquidos iônicos puros além de 994 dados experimentais para misturas binárias contendo compostos dessa classe. Os resultados obtidos indicam que o modelo proposto foi capaz de estimar satisfatoriamente o comportamento volumétrico (T, P, ρ) de uma grande variedade de líquidos iônicos puros (incluindo espécies policatiônicas), bem como o comportamento (x, T, ρ) das misturas binárias estudadas. Na etapa final do trabalho, o método foi comparado com os três melhores modelos de mesma natureza existentes na literatura. A análise de uma série de critérios indicou que o método é competitivo frente aos existentes, o que encoraja sua utilização e implementação em simuladores de processos

ADÃO, A. A. Controle PID e preditivo: aspectos teóricos e de implantação prática. 2011. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-03-12T14:53:30Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-03-12T14:54:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-12T14:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_aaadao.pdf: 2439084 bytes, checksum: 395d539f6ea85cc18be20a49e4ab8654 (MD5) Previous issue date: 2011-09 / Nowadays, we observe the exponential increasing of demand for performance optimization in all areas of modern life. This search for better performances is also occurring in all industry sectors, either factory or energy activities. This best performances reflects an increase is all levels and achieve enormously the process control systems. With more strict performance requirement, technique formerly studied only in academic circle has been migrate for industry area, opening new horizons and establishing new concepts in general. It is not different with the process control systems, even in particular at the lowest level of implementation (factory’s floor) has been noted a constantly update. This paper is inserted into this last concept, in other words, into the project of loop control process at lowest level of the plant. Thus the aspect of tuning of conventional multivariable like PID (Proportional, Integral, Derivative) controllers (MIMO) and MIMO predictive controllers based on models like GPC (Generalized Predictive Control) type are studied aiming to the practical implementation. Several system control aspects, such as identification of process through parametric and nonparametric technical with different representations and aspects of decoupling between the process loop, as it is MIMO system, are also dealt, discussed and implemented. For that purpose, two plants were developed at IFPI’s NEE (Núcleo de Engenharia Elétrica) laboratory. The first platform consists of MIMO system of ventilation and heating; the second platform is a system of coupled double tanks. As a conclusion of the study of practical experiments conducted, can be established that the best control for a process depends on the application for which it is destined and for the proper functioning is necessary the theoretical and practical knowledge of the dynamic of the process. Thus an appropriated controller depends also on the use of a good identification technique. / Atualmente se observa o incremento exponencial das exigências pela otimização de desempenho em todos os setores da vida moderna. Esta busca por melhor desempenho também tem ocorrido em todos os setores da indústria, seja ela de atividade fabril ou de energia. Melhor desempenho no setor industrial se reflete em melhorias em todos os níveis e isto alcança de sobremaneira os sistemas de controle de processos. Com requisitos de desempenho mais rígido, técnicas antigamente estudadas somente em meio acadêmico tem migrado para a indústria abrindo novos horizontes e estabelecendo novos conceitos de uma forma geral. Com os sistemas de controle de processos não é diferente e em particular em seu mais baixo nível de implementação (chão de fábrica) tem se observado uma atualização constante. Esta dissertação está inserida neste último contexto ou seja no projeto das malhas de controle de um sistema de controle de processos. Desta forma aspectos de sintonia de controladores convencionais do tipo PID (Proporcional, Integral, Derivativo) multivariáveis (MIMO) e controladores MIMO preditivo baseado em modelos do tipo GPC (Generalized Predictive Control) são estudados visando a implementação prática. Vários aspectos do sistema de controle tais como a identificação do processo através de técnicas paramétricas e não paramétricas com diferentes representações e aspectos do desacoplamento entre as malhas do processo, por se tratar de sistemas MIMO, são também abordadas, discutidas e implementadas. Para este propósito duas plataformas de desenvolvimento foram desenvolvidas no laboratório do Núcleo de Engenharia Elétrica NEEL do IFPI. A primeira plataforma consiste em sistema MIMO de ventilação e aquecimento, a segunda plataforma um sistema de tanques duplo acoplados. Como conclusão do estudo dos experimentos práticos realizados pode-se estabelecer que o melhor controle para um processo depende da aplicação ao qual este é destinado e para o bom funcionamento é necessário o conhecimento teórico e prático da dinâmica do processo. Assim um bom controlador depende também do emprego de uma técnica de identificação adequada.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-12T23:22:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Gesner_impressão.pdf: 2893479 bytes, checksum: 25498aae8f6e25409f2b46f00e47e333 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-06T14:56:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Gesner_impressão.pdf: 2893479 bytes, checksum: 25498aae8f6e25409f2b46f00e47e333 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T14:56:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Gesner_impressão.pdf: 2893479 bytes, checksum: 25498aae8f6e25409f2b46f00e47e333 (MD5) / Os métodos heurísticos de sintonia de controladores preditivos se mostram muito específicos, tanto em relação ao tipo de controlador, como ao tipo de sistema a ser controlado e, algumas vezes, não refletem com o desempenho ou a robustez desejados. Além disso, esses métodos não consideram a incerteza das medidas ou dos modelos, sendo que frequentemente a sintonia é feita na base da experiência do engenheiro, ou ainda, na falta desta, por tentativa e erro. Por outro lado, os métodos de sintonia ótima possuem a vantagem de serem bastante flexíveis, podendo ser utilizados para uma ampla gama de tipos de controladores e sistemas, e as sintonias resultantes da aplicação de tais métodos atendem o desempenho demandado pelo usuário, de acordo com o critério de desempenho ou função-objetivo previamente escolhidos, desde que sejam factíveis. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia para a sintonia ótima de controladores preditivos multivariáveis, considerando a incerteza de modelagem nos parâmetros do modelo da planta. Uma vez que a formulação do problema de sintonia ótima resulta em uma programação mista-inteira não-linear, um algoritmo de otimização meta-heurístico, baseado na técnica de otimização por enxame de partículas, é utilizado para solucionar o problema proposto. Como forma de alcançar um controle também robusto às incertezas de modelagem, o método inclui na sua formulação a identificação do cenário do pior caso de controle, determinado no domínio da incerteza dos parâmetros do modelo, baseado no Índice de Resilência de Morari e no Número Condicional. Estudos de caso típicos da indústria de processos são realizados e as funções de densidade de probabilidade das funções-objetivo são analisadas, evidenciando o bom desempenho e robustez das sintonias propostas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:16:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337440.pdf: 4264996 bytes, checksum: 70f324110d11cf54c66af8755abf73d4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Em grupos de robôs móveis cooperativos, os chamados sistemas multi-robôs, a comunicação é um fator de extrema importância para a correta alocação e realização das tarefas. Essa comunicação é determinada diretamente pela disposição geográfica dos robôs uns em relação aos outros, a chamada topologia de comunicação. O controle da topologia de comunicação em um grupo de robôs permite que certas características da rede de comunicação sejam enfatizadas ou anuladas de acordo com a movimentação dos robôs que a compõem. Neste trabalho são apresentadas duas abordagens para controle de topologia em redes de robôs móveis, em função de quais propriedades dessas redes se deseja exaltar: o controle de topologia para a minimização da comunicação, que possibilita a redução do consumo de energia e da interferência causada pelos processos de comunicação; e o controle de topologia para a manutenção da conectividade, que garante condições para a não desconexão da rede, mesmo que esta esteja sob a influência de instabilidades. Através de um controle de conectividade baseado em consenso, a ação dos algoritmos de controle da topologia é aplicada aos robôs de maneira descentralizada, garantindo que as propriedades desejadas ocorram. São realizados simulações e testes com robôs reais, comprovando a eficiência dos algoritmos propostos em garantir as propriedades topológicas a eles associadas.<br> / Abstract : In cooperative robot systems, also known as multi-robot systems, the communication is an extremely important factor for the correct allocation and execution of the robot tasks. This communication is directly determined by the geographic position of the robots in relation each other, which is called communication topology. The topology control can be used to change aspects of the communication topology, allowing that some network characteristics are canceled or exalted, according with the robot's movement in the network. This work presents two approaches for topology control in mobile robot networks that ensure certain properties: the topology control for minimization of the communication, reducing the consumption of energy and the interference caused by radio communication; and the topology control for the connectivity maintenance, ensuring conditions for do not disconnection, even under unstable environments. Through of a connectivity control based on consensus, the action of topology control algorithms is applied to the robots in a decentralized way, ensuring the existence of the desired properties. Finally, are made simulations and tests with real robots, proving the efficiency of the proposed algorithms to ensure the functions assigned to them.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:31:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Esta dissertação descreve inicialmente a evolução da comunicação das redes industriais até a atualidade, onde o enfoque principal é a tecnologia FOUNDATION Fieldbus. São expostas suas características funcionais, diferenças e vantagens em relação a outras arquiteturas. Todo o desenvolvimento e aplicação desta tecnologia digital é direcionada para a instrumentação, controle e supervisão de uma coluna de destilação piloto. Além da descrição geral do processo de destilação, é feito um detalhamento construtivo e funcional de toda a unidade experimental. Todos os instrumentos da unidade que compõem o sistema FOUNDATION Fieldbus, bem como os que interagem com estes, são detalhados individualmente. São apresentadas sua arquitetura, seu princípio de funcionamento e sua função dentro de todo o sistema. Além do aplicativo do controle supervisório, que gerencia o sistema, um conjunto de softwares é responsável pela configuração dos dispositivos da rede e da programação do intertravamento de segurança do PLC. Exemplos ilustram a linearização de válvulas e a identificação de modelos, que são utilizados no controle do processo. Estratégias de controle, clássicas e avançadas, são projetadas e aplicadas no controle da vazão da alimentação e do nível da base. Um algoritmo preditivo, com comunicação OPC, é estruturado com a intenção de executar um controle multivariável do sistema.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T08:06:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192760.pdf: 1508738 bytes, checksum: 5d03c63111c91250f34e5c1e516850a4 (MD5) / Esta tese apresenta contribuições para a melhoria da solução do controle de processos com atraso, através de estratégias de controle preditivo baseado no modelo (MPC) que incorporam aspectos como robustez, restrições e otimização multiobjetivo. As contribuições estão relacionadas à duas áreas: (i) controle de processos com atrasos dominantes e (ii) otimização multiobjetivo do controle. Para análise do efeito do atraso no comportamento do sistema em malha fechada, desenvolve-se uma nova formulação do controlador preditivo por matriz dinâmica (DMC), mostrando que este é composto por um controlador primário mais um preditor. Esta formulação permite avaliar analiticamente o efeito do atraso no DMC, comparado a outros controladores MPC, através de índices de robustez. Esta análise possibilita selecionar o algoritmo MPC mais adequado à implementação prática em processos com atraso, especialmente quanto à robustez do controle frente a variações paramétricas na planta. Do ponto de vista da otimização do controle, busca-se desenvolver estratégias de controle preditivo que consideram aspectos econômicos no projeto de controle, além das restrições técnicas e/ou operacionais que habitualmente constam nos requisitos de aplicações reais. As estratégias de controle propostas utilizam um nível supervisório para determinar as referências ótimas de controle para um nível regulatório. O nível supervisório baseia-se em um otimizador de múltiplos objetivos, projetado a partir de regras que integram heurística, lógica e dinâmica do processo por meio de expressões descritas através de lógica proposicional, ou por estruturação formulada através de regras de decisão. As soluções ótimas obtidas via otimização multiobjetivo funcionam como referências desejadas para o cálculo da lei de controle do algoritmo MPC. Diversas aplicações em plantas piloto e industriais ilustram os resultados obtidos com as diferentes estratégias desenvolvidas.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:11:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:51:55Z : No. of bitstreams: 1 142666.pdf: 48507450 bytes, checksum: 073e0a445c3805fb4909c868f89e757b (MD5)

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-10T12:59:15Z No. of bitstreams: 2 TESE FINAL 02122013.pdf: 5675809 bytes, checksum: 1c382c84dbe1c048e487d0da5e505be8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T12:59:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE FINAL 02122013.pdf: 5675809 bytes, checksum: 1c382c84dbe1c048e487d0da5e505be8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02 / Professor Charamba / Neste trabalho foi estudado um sistema de micro-cogeração a gás natural para utilização no pólo gesseiro do Araripe, Pernambuco, Brasil. Para análise de desempenho do sistema foi utilizada uma planta de micro-cogeração do Laboratório COGENCASA do departamento de engenharia mecânica da UFPE. Na análise testou-se o sistema para potências da turbina a gás de 10 , 15 , 20 e 23kW em conjunto com um recuperador de calor. Com estes resultados experimentais modelou-se a turbina a gás por meio da identificação do sistema, gerando um modelo dinâmico do equipamento. Para o recuperador de calor utilizou-se a modelagem fenomenológica aplicada à função de transferência para gerar o modelo dinâmico do recuperador. Foram feitos testes de carga nos modelos, aplicados a um controlador preditivo (MPC), onde se procedeu ao projeto, análise de parâmetros e estabilidade do controlador. De posse destes resultados foram feitas análises energéticas e exergéticas da planta aplicada a um estudo de caso envolvendo uma fábrica calcinadora de gesso da região. O estudo mostra que a viabilidade do sistema está atrelada ao preço do gás natural praticado para a região do Araripe. A introdução de técnicas modernas de controle e análise termoeconômica traria uma redução de consumo de energia de 23% em relação aos sistemas tradicionais, o que, aliado aos benefícios ambientais, torna a cogeração um sistema atrativo para o polo gesseiro do Araripe.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3579_DissertacaoMestradoRogerioPassosdoAmaralPereira.pdf: 2728299 bytes, checksum: e217da2fb3a0b348476ec45ba6e4908f (MD5) Previous issue date: 2011-11-21 / Este trabalho tem como objetivo implementar o controlador preditivo multivariável DMC numa planta real e compará-lo com o PID multimalha. A aplicação prática é feita na planta piloto do IFES/Serra, onde se realiza o controle da pressão e do nível através da velocidade da bomba e da abertura da válvula. A modelagem do processo, o cálculo da matriz de ganhos relativos para determinar o grau de acoplamento das malhas, e a sintonia dos controladores PID multimalha são apresentados. As pré-sintonias dos PIDs são sugeridas através do simulador que compara o desempenho de vários métodos de sintonia comumente encontrados na literatura. No DMC a pré-sintonia é sugerida através de um simulador baseado em algoritmo genético. Em ambos os casos a sintonia final é ajustada manualmente de forma a melhorar o desempenho das malhas. As respostas da planta ao degrau usando os controladores PID multimalha e DMC são comparados com e sem restrições na abertura da válvula e na velocidade da bomba. Uma interface didática, desenvolvida com o software LabVIEW, é usada para interagir com o MATLAB e o controlador CompactRIO, permitindo uso das funções de otimização do MATLAB na implementação do controlador DMC.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4713_DissertaçãoGustavp Perim Cola Weinkeller.pdf: 2835342 bytes, checksum: ed98b71512930a1bdcc77858509a6ca2 (MD5) Previous issue date: 2012-08-24 / Este trabalho propões modelagem de dois controladores preditivos híbridos, um para o sistema dinâmico e outro para o sistema cinemático de uma cadeira de rodas robótica. Esses controladores são calculados explicitamente(off-line) e são funções lineares por partes, do tipo PWA (pieceWaise Affine). Para gerar estes controladores off-line, foi utilizado um método de otimização conhecido como Programação Multiparamétrica (PM). A PM é a parte integrante do MPT Tollbox para MatLAb, especialmente desenvolvido para sua aplicação em controle preditivo. Para se desenvolver os controladores foi preciso linearizar ambos os sistemas. A linearização do sistema dinâmico foi relativamente simples, precisando apenas um ponto de operação e gerando uma resposta satisfatória. Contudo, a linearização do sistema cinemático foi mais problemática de se conseguir um resultado aceitável. De posse dos sistemas linearizados e representados por espaço de estados, deu-se a modelagem dos controladores. Foram realizadas simulações computacionais dos controladores obtidos, juntamente com os modelos não lineares dos sistemas, sendo cerificado que ambos garantiram suas estabilidades. O controlador dinâmico apresentou excelentes resultados, respondendo de forma rápida e eficiente. Já o controlador cinemático apresentou um resultado inferior, se comparado ao controlador dinâmico, demandando maior tempo computacional e necessitando que fosse sintonizado a cada mudança de setpoint.