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Previous issue date: 2013 / Este trabalho propõe o projeto de um controlador Fuzzy do tipo Takagi-Sugeno em uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados. Este tipo de tratamento ocorre na presença de oxigênio, pois microorganismos aeróbios presentes no licor misto irão proporcionar a remoção tanto da matéria carbonácea quanto nutrientes formados por compostos à base de nitrogênio. O controlador atua via mecanismo de aeração e foi projetado para interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de três controladores fixos locais que, por sua vez, foram projetados a partir da linearização de um modelo contínuo de balanço de massa de oxigênio. O controlador auxiliará manter a concentração de oxigênio dissolvido desejável na faixa de operação do processo para que ocorra a nitrificação, reação química de oxiredução que
transforma amônio em nitrito, que é fundamental para o sucesso do processo, e poderá também economizar energia elétrica utilizada pelo mecanismo de aeração. Os ensaios foram realizados via simulação computacional em quatro cenários idealizados comparando o desempenho do controlador fuzzy e o desempenho de um controlador fixo projetado em um ponto de operação diferente do qual se utilizou como valor de referência na planta. Ao aplicar
um degrau no valor de referência estabelecido no cenário de análise, observou-se o tempo de
subida, o tempo de acomodação e o erro em regime. Após os ensaios, observou-se que o
desempenho do controlador fuzzy nos quesitos tempo de subida e tempo de acomodação em
relação ao controlador fixo foi melhor, enquanto nos quesitos sobressinal e erro em regime foi
semelhante. Após as análises, concluiu-se que a estratégia de controle escolhida neste trabalho
é viável, pois de acordo com o valor auferido de oxigênio dissolvido na entrada da planta, o
controlador fuzzy irá interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de um controlador fixo
projetado na vizinhança deste valor e assim, atuar de forma bastante satisfatória. / The mean goal of this work is the design of a Takagi-Sugeno fuzzy controller on an activated
sludge wastewater treatment plant. This kind of process requires oxygen and aerobic
microorganisms in the mixed liquor that are necessary to remove the carbonaceous matter and
the nutrients based on nitrogen compounds. The controller acts on the aeration valve engine
and has been designed to interpolate the proportional and integrative gain of three fixes
controllers designed from the linearization of a continuous model of oxygen mass balance.
The controller assists to keep the desirable dissolved oxygen concentration necessary to the
nitrification, an oxi-reduction chemical reaction that transforms ammonia into nitrite and it is
also possible to save electric energy used by the aeration engine. It is imperative the
nitrification occurs for the success of the whole process. The Assays were performed by
computerized simulation in four idealized scenarios analyzing the performances of the fuzzy
controller and the fix controller designed to a different operation point of the set point defined
in the plant. Applying a degree in the set point established in the scenario it was analyzed the
rise time, settling time, overshoot and steady-state error. After the assays, the fuzzy controller
performed better than the fix one at rise time and settling time criteria and equivalent
performance at overshoot and steady-state error. After analysis, it was conclude that the
control strategy chosen in the work is viable, according the dissolved oxygen measure at the
plant entrance, the fuzzy controller interpolate the proportional and integrative gains of a fix
controller designed near this value and thus act quite satisfactory.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/4969 |
| Date | 24 January 2013 |
| Creators | OLIVEIRA FILHO, José Haroldo Sena de |
| Contributors | BARREIROS, José Augusto Lima |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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