Sintonia ótima de controlador PID descentralizado para processos MIMO.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3725 |
Resumo: | O controlador mais difundido nas unidades industriais é o Proporcional-Integral-Derivativo PID. Apesar da abrangência no uso, para grande parte desses controladores, o desempenho está aquém do desejado por estarem mal sintonizados. Assim, devido a necessidade de melhorar o desempenho das malhas de controle industriais, na presente Tese são desenvolvidos três métodos de sintonia PID para processos SISO e MIMO que consideram o conflito entre desempenho e robustez por meio da solução de problemas de otimização. A primeira contribuição refere-se a um método de sintonia de controlador PI para processos SISO, cujo ganho integral é calculado por um problema de otimização não linear. A segunda contribuição trata-sedo projeto de controlador PID descentralizado para processos MIMO fracamente acoplados. O método é formulado como um problema de programação linear e as interações de malha são consideradas por bandas de Gershgorin. A terceira contribuição trata-se do procedimento iterativo de sintonia de controlador PID descentralizado para processos MIMO e as interações de malha são consideradas por funções de transferências de Processos em Malha Aberta Efetivos. Em todos os métodos propostos, limites mínimos de robustez são parâmetros de projeto e a estabilidade do sistema em malha fechada é garantida. Os resultados de sintonia das técnicas propostas são aplicados em processos tanto simulados quanto em processos industriais e comparados a resultados de técnicas de sintonia já estabelecidas na literatura. |
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Sintonia ótima de controlador PID descentralizado para processos MIMO.Optimum tuning of decentralized PID controller for MIMO processes.Controlador PIDProcessos MIMOControle descentralizadoMétodos de sintonia PID SISOSintonia PID descentralizadoMalha de controleModelo de sintonia MIGOMétodo de sintonia K-K-LSintonia ótima controlador PI suaveDecentralized controlControl meshEngenharia Elétrica.O controlador mais difundido nas unidades industriais é o Proporcional-Integral-Derivativo PID. Apesar da abrangência no uso, para grande parte desses controladores, o desempenho está aquém do desejado por estarem mal sintonizados. Assim, devido a necessidade de melhorar o desempenho das malhas de controle industriais, na presente Tese são desenvolvidos três métodos de sintonia PID para processos SISO e MIMO que consideram o conflito entre desempenho e robustez por meio da solução de problemas de otimização. A primeira contribuição refere-se a um método de sintonia de controlador PI para processos SISO, cujo ganho integral é calculado por um problema de otimização não linear. A segunda contribuição trata-sedo projeto de controlador PID descentralizado para processos MIMO fracamente acoplados. O método é formulado como um problema de programação linear e as interações de malha são consideradas por bandas de Gershgorin. A terceira contribuição trata-se do procedimento iterativo de sintonia de controlador PID descentralizado para processos MIMO e as interações de malha são consideradas por funções de transferências de Processos em Malha Aberta Efetivos. Em todos os métodos propostos, limites mínimos de robustez são parâmetros de projeto e a estabilidade do sistema em malha fechada é garantida. Os resultados de sintonia das técnicas propostas são aplicados em processos tanto simulados quanto em processos industriais e comparados a resultados de técnicas de sintonia já estabelecidas na literatura.The most widely used controller inindustrial units is the Proportional-Integral-Derivative PID. Despite theextensive use, formost of these controllers, the performance is below the desired result, since they are poorly tuned. Thus, due to the need to improve the performance of industrial control loops, this thesis develops three methods for SISO and MIMO processes which consider the conflict between robustness and performance by solving optimization problems. The first contribution is a tuning method for PI controllers for SISO processes, whose integral gain is computed by a nonlinear optimization problem. The second contribution is related to the design of decentralized PID controllers for weakly coupled MIMO processes. This method is formulated as a linear programming problem and the loop interactions are considered by Gershgorin bands. The third contribution is related to the iterative procedure of tuning the decentralized PID controller for MIMO processes and the loops interactions are considered by the Effective Open-Loop Process Transfer Functions. For all proposed methods, minimum bounds on robustness index are design parameters and the closed-loop stability is guaranteed. The tuning results of the proposed methods are applied in both simulated processes as industrial processes and compared to results of tuning techniques already considered renowned in the literature.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGBARROS, Péricles Rezende.BARROS, P. R.http://lattes.cnpq.br/0722445222056063GARCIA, Cláudio.DOREA, Carlos Eduardo Trabuco.SOUZA, Benemar Alencar de.CAMPOS, Mario Cesar Mello Massa de.EUZÉBIO, Thiago Antonio Melo.2015-07-042019-05-08T16:06:51Z2019-05-082019-05-08T16:06:51Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3725EUZÉBIO, Thiago Antonio Melo. Sintonia ótima de controlador PID descentralizado para processos MIMO. 2015. 149f. (Tese de Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba Brasil, 2015.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-04-22T12:31:12Zoai:localhost:riufcg/3725Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-04-22T12:31:12Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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