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Previous issue date: 2008-04-07 / A tunning model for Kalman filter based on QR duality principle is presented
to measure the state variables of the electrolytic bath in aluminium production
cells. The main goal is to establish a set of filter gains that better represents the
percentual of alumina in the bath. The filter bandwidth tunning is performed by
increasing or decreasing the filter bandpass from the Q and R variations. The
design and analysis of the Q and R covariance matrices are performed to find
a pattern of the resistance variations that could be associated with the alumina
concentration in the bath. The technical solution encloses on-line evaluation of the
Kalman filter in order to prove its capableness of response when used to control
real production cells.
The Standard Kalman is coded upon a scalar form to reduce the use of computing resources when the filter is processed. The line current and pot voltage are
directly read from the hardware interface and then converted in a third variable,
the resistance, which is used to infer the alumina concentration in the bath. Moreover, the filter implementation goes in the direction of practical aspects limits of
the indirect measurement system implementations, its robustness is appraised by
observability, roundo® and modeling errors. / O controle da concentração de alumina no banho de cubas eletroliticas é de vital
importância para um rendimento eficiente do processo de produção de aluminio.
Este controle tem por objetivo promover, em uma visão macro, um retorno justificável perante ao planejamento global das metas de produção de uma fábrica de
aluminio. O desenvolvimento de uma metodologia baseada no ajuste dos ganhos
de um filtro tipo Kalman Padrão é o principal enfoque cientifico e tecnológico
desta pesquisa. A sintese da metodologia é a implementação do filtro de Kalman
Padrão e Escalar em um computador que controla a quantidade de alumina no
banho eletrolitico. Considera-se as restrições de software e de hardware na implantação do algoritmo de Kalman no sistema que executa o controle de processo
por computador.
Desenvolve-se um modelo de sintonia do filtro de Kalman utilizando-se o
principio da dualidade das matrizes Q e R. O objetivo é estabelecer um conjunto
de ganhos que representem da melhor forma a quantidade de alumina dentro da
cuba. Assim, faz-se uma análise considerando-se mudanças nas matrizes Q e R,
e apresenta-se os resultados obtidos. Analisa-se a largura de banda do filtro,
verificando-se diminuição ou aumento de banda na medida que as matrizes Q e R
sofrem alterações em seus elementos.
As estratégias de monitoramento são verificadas para diversas situações de
operação(dinâmica) da planta, e as variações paramétricas do modelo são levadas
em consideração para garantirmos uma operação robusta e estável do filtro. O
desempenho do filtro é verificado em paralelo com um sistema de filtragem e
de controle historicamente utilizados na estimação do percentual de alumina no
banho eletrolitico.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/332 |
| Date | 07 April 2008 |
| Creators | Braga, Carlos Augusto Pereira |
| Contributors | Fonseca Neto, João Viana da |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET, UFMA, BR, Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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