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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:5855 |
| Date | 09 December 2011 |
| Creators | Guilherme Medeiros BarÃante |
| Contributors | OtacÃlio da Mota Almeida |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia ElÃtrica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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