Auto-sintonização de controladores PID através de métodos de otimização Simplex

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Calçada, André Gonçalo da Silva
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.21/14611
Resumo: Dissertação de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica
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spelling Auto-sintonização de controladores PID através de métodos de otimização SimplexControladores PIDSintonização PIDMétodo SimplexOtimização de ControladoresPID ControllersPID TuningSimplex MethodControllers OptimizationDissertação de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia MecânicaNo contexto atual, a procura por a melhoria contínua nas diversas áreas da ciência e do meio industrial é uma necessidade absoluta. Nesse sentido, e de forma particular na área do controlo de sistemas essa necessidade é também verificada. Mais concretamente na área do controlo de sistemas com os órgãos PID essa situação é possível verificar devido ao número de estudos publicados com o objetivo de criar regras de sintonização para os órgãos PID, em que, se verifica que existem atualmente mais estudos publicados para a sintonização PID do que sobre o próprio algoritmo PID, justificada pela correlação da sintonização PID e desempenho ótimo do controlador. Ao se abordar a questão da procura por os melhores parâmetros para o controlador, surgem as técnicas da otimização, em que, por sua vez ao se abordar a disciplina da otimização é inevitável não pensar em como abordar um dos métodos de otimização mais conhecidos, sendo este o método simplex. Têm surgido estudos recentes neste sentido de como utilizar o método simplex para a sintonização de controladores PID, no entanto, estes mesmos estudos limitam-se a apresentar os resultados (que são positivos) mas todo o método e o procedimento em si de como efetivamente ser executado é grandemente ocultado. Neste trabalho executa-se o método, a fim de testar a metodologia proposta, para dinâmicas de segunda, terceira e quarta ordens, bem como, explica-se e ilustra-se todo o processo em si, cuja chave principal passa pela construção de um sistema recursivo dado pela resposta do controlador discreto em consonância com o modelo de estado discreto do processo. Como resultados obteve-se a sintonização do controlador PID para as dinâmicas de segunda, terceira e quarta ordens, com os valores das variáveis respetivamente de (, , = 0,11055, 0,362872, 1,61E-17), (, , = 0,118107, 0,075027, 9,654E-17) e (, , = 0,6161747, 0,212889, 0) e como conclusões verificou-se a eficácia do método aplicado, pela utilização do mesmo na minimização do índice ITAE com o método simplex, para todas as dinâmicas.Nowadays, the search for a continuous improvement in the different areas of science as well as in the industrial environment it is an absolute necessity. That being alleged, in the domain of the control of systems that necessity it is also verified. More specifically in the domain of the control of systems that use PID controllers, it is possible to verify that fact due to the fact of the amount of studies published with the main goal of creating rules for PID tuning leading to the fact that there are more studies published for PID tuning then about the PID algorithm itself. This scenario it is justified by the correlation of the PID tuning and the optimal performance of the controller. By addressing the question about the search for the best PID parameters, there is the emerging concept of optimization techniques and by addressing the question of optimization techniques there is no way of how not to think about the usage of one of the most popular optimization techniques that exists, which is the simplex method. There have been recent studies of how to use the simplex method in order to obtain the PID controller parameters, but these studies limit themselves on showing the results (which are good) but the whole method itself it is greatly hidden. In this work the method is executed, with de purpose of testing de proposal methodology, for second, third e fourth order dynamic systems, as well, as the explanation of the whole process in order of how to obtain the PID parameters by the usage of the simplex method, which the main key it’s the construction of a calculus cycle given by the response of a discrete PID controller with the accordance of the discrete state space of the dynamic model. As results it was obtained the PID values for second, third and fourth orders respectively of (, , = 0,11055, 0,362872, 1,61E-17), (, , = 0,118107, 0,075027, 9,654E-17) and (, , = 0,6161747, 0,212889, 0) and as conclusions it was verified the efficiency of the method, by the usage of himself in the minimization process of the ITAE index with the simplex method, for all the dynamics.Instituto Superior de Engenharia de LisboaIgreja, José Manuel Prista do Valle CardosoDomingues, Nuno Alexandre SoaresRCIPLCalçada, André Gonçalo da Silva2022-05-02T14:47:33Z2022-042022-04-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.21/14611porCALÇADA, André Gonçalo da Silva – Auto-sintonização de controladores PID através de métodos de otimização Simplex. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2022. Dissertação de Mestrado.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-08-03T10:11:02Zoai:repositorio.ipl.pt:10400.21/14611Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:22:23.207782Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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