Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:38:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / O controle preditivo é uma técnica de controle avançado que vem recebendo cada vez mais atenção tanto da indústria quanto do meio acadêmico. Suas características como a capacidade de tratar restrições de maneira sistemática e a utilização de algoritmos que encontram soluções ótimas definem a grande vantagem de sua utilização. Na indústria já existem diversas aplicações do controle preditivo, porém, devido à necessidade de troca de informações com os sensores e atuadores do processo, sua utilização às vezes se torna inviável, principalmente quando o sistema a ser controlado possui muita esparsidade geográfica. Uma alternativa que vem se tornando interessante é a utilização de controladores preditivos distribuídos (DMPC), que são implementados localmente mas trabalham em conjunto, conseguindo ao final um desempenho similar ao controlador centralizado, porém com a vantagem da descentralização da computação das ações de controle. Este trabalho propõe uma estrutura DMPC onde o sistema é dividido em subsistemas, cada qual com o seu subproblema, e é tratado através de uma rede de agentes. Neste caso, a formulação utilizada engloba problemas de controle onde podem existir acoplamentos entre as saídas dos subsistemas. É proposto um algoritmo distribuído que coordena a rede de agentes e utiliza métodos de ponto-interior para resolver o conjunto de subproblemas, encontrando a solução ótima global. Além de testar a formulação do controlador distribuído de maneira numérica, é realizado um estudo utilizando a estratégia DMPC para o caso de alocação de recursos de energia. Neste caso, um conjunto de sistemas consumidores tem suas necessidades energéticas supridas por uma fonte comum, cuja capacidade é limitada e às vezes não atende as demandas. A estratégia DMPC foi testada neste caso através de uma metodologia hardware-in-the-loop em uma planta solar para demonstrar a boa funcionalidade e a possibilidade de aplicação de controladores distribuídos em sistemas reais.<br> / Abstract : Predictive control is an advanced control technique that has been getting in- creasing attention fromboth industry and academia. Its characteristics such as the ability to handle constraints in a systematic way and the use of algorithms that find optimal solutions define the great advantage of its use. In industry there are already several applications of predictive control, however, due to the necessity of information exchange with the sensors and actuators of the process, their use is sometimes not feasible, especially when the system to be controlled has much geographical sparsity. An alternative that is becoming interesting is the use of distributed predictive controllers (DMPC), which are implemented locally but work together, achieving at the end a performance similar to a centralized controller, but with the advantage of decentralization in the computation of control actions. This thesis proposes a DMPC struc- ture where the system is divided into subsystems, each with its subproblem, and is treated through a network of agents. In this case, the formulation used comprises control problems which may exist couplings between the outputs of the subsystems. It is proposed a distributed algorithm that coordinates the network of agents and use interior-point methods to solve the set of subpro- blems, finding the optimal global solution. Besides testing the formulation of the distributed controller in a numericalmanner, a study using the DMPC stra- tegy for the case of allocation of energy resources is performed. In this case, a set of consumer systems have their energy needs supplied by a common source, whose capacity is limited and sometimes does not meet the demands. The DMPC strategy was tested in this case through a hardware-in-the-loop methodology in a solar plant to demonstrate the good functionality and appli- cability of distributed controllers in real systems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/129052 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Scherer, Helton Fernando |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Camponogara, Eduardo, Normey-Rico, J. E. |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | [xx], 97 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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