Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Castro, Gabriel Barbosa de
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9642
Resumo: The presence of static friction in control valves generates limit cycles that degrade the performance of control loops in which they operate. Once stiction is detected, its compensation avoids unwanted production stoppages and profit loss until the valve can be corrected. Model-free compensation methods add pulses to the control signal in order to overcome the friction in the actuator. Although those methods are easy to implement and to parameterize as they do not demand complex modeling, eventually they tend to raise valve deterioration due to increased movement caused by the added pulses. This paper analyzes the application of pulses with variable amplitude for stiction compensation in order to reduce the movement of the valve without significant loss of controller performance. Given a maximum specification for the error, a method was proposed to select compensator parameters using operation data. The method was evaluated through different parameter choices simulations, and the result compared to other model-free methods found on literature. The method was implemented in an industrial controller, evaluating its performance under different operating conditions of the control valve and controller. The test results show this method is applicable in a varied array of real situations.
id UFES_455e615c367163031d02afc6fdba837b
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/9642
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Munaro, Celso JoséCastro, Gabriel Barbosa deFrizera Neto, AnselmoSalles, Jose Leandro FélixCampos, Mário Cesar Mello Massa de2018-08-02T00:01:02Z2018-08-012018-08-02T00:01:02Z2015-12-18The presence of static friction in control valves generates limit cycles that degrade the performance of control loops in which they operate. Once stiction is detected, its compensation avoids unwanted production stoppages and profit loss until the valve can be corrected. Model-free compensation methods add pulses to the control signal in order to overcome the friction in the actuator. Although those methods are easy to implement and to parameterize as they do not demand complex modeling, eventually they tend to raise valve deterioration due to increased movement caused by the added pulses. This paper analyzes the application of pulses with variable amplitude for stiction compensation in order to reduce the movement of the valve without significant loss of controller performance. Given a maximum specification for the error, a method was proposed to select compensator parameters using operation data. The method was evaluated through different parameter choices simulations, and the result compared to other model-free methods found on literature. The method was implemented in an industrial controller, evaluating its performance under different operating conditions of the control valve and controller. The test results show this method is applicable in a varied array of real situations.A presença de atrito estático em válvulas de controle gera ciclos limite que degradam o desempenho das malhas de controle onde atuam. Uma vez detectado o atrito, sua compensação evita paradas indesejadas de produção e lucros cessantes até que seja possível fazer a manutenção da válvula. Métodos de compensação não baseados em modelos adicionam pulsos ao sinal de controle com o objetivo de vencer o atrito no atuador. Apesar de serem métodos de fácil implementação e parametrização por não demandarem modelagens complexas, acabam por aumentar a degradação da válvula devido a uma maior movimentação na mesma ocasionada pelos pulsos adicionados. Este trabalho analisa a aplicação de pulsos com amplitude variável para compensação de atrito visando a redução na movimentação da válvula sem perdas significativas no desempenho dos controladores. Dada uma especificação máxima para o erro, uma metodologia é proposta para a escolha dos parâmetros do compensador a partir de dados de operação. O método é avaliado via simulação para diferentes escolhas de parâmetros e seu resultado é comparado a outros métodos não baseados em modelo da literatura. A implementação do método em um controlador industrial é realizada avaliando seu desempenho para diferentes condições de operação da válvula de controle e do controlador. Os resultados e testes realizados evidenciam a aplicabilidade do método em situações reais bastante variadas.Texthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/9642porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFESBRCentro TecnológicoAtritoVálvulas de controle pneumáticoSistemas inteligentes de controleMedidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas; Instrumentação621.3Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALtese_6470_Gabriel Barbosa de Castro - Dissertação de mestrado.pdfapplication/pdf4000049http://repositorio.ufes.br/bitstreams/3389ec90-a38e-408b-9804-b0903fcc1dc3/download136aecdd077c781de6c50afa4626be63MD5110/96422024-07-17 17:00:59.957oai:repositorio.ufes.br:10/9642http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T18:00:52.818553Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
title Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
spellingShingle Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
Castro, Gabriel Barbosa de
Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas; Instrumentação
Atrito
Válvulas de controle pneumático
Sistemas inteligentes de controle
621.3
title_short Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
title_full Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
title_fullStr Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
title_full_unstemmed Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
title_sort Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
author Castro, Gabriel Barbosa de
author_facet Castro, Gabriel Barbosa de
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Munaro, Celso José
dc.contributor.author.fl_str_mv Castro, Gabriel Barbosa de
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Frizera Neto, Anselmo
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Salles, Jose Leandro Félix
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Campos, Mário Cesar Mello Massa de
contributor_str_mv Munaro, Celso José
Frizera Neto, Anselmo
Salles, Jose Leandro Félix
Campos, Mário Cesar Mello Massa de
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas; Instrumentação
topic Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas; Instrumentação
Atrito
Válvulas de controle pneumático
Sistemas inteligentes de controle
621.3
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Atrito
Válvulas de controle pneumático
Sistemas inteligentes de controle
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 621.3
description The presence of static friction in control valves generates limit cycles that degrade the performance of control loops in which they operate. Once stiction is detected, its compensation avoids unwanted production stoppages and profit loss until the valve can be corrected. Model-free compensation methods add pulses to the control signal in order to overcome the friction in the actuator. Although those methods are easy to implement and to parameterize as they do not demand complex modeling, eventually they tend to raise valve deterioration due to increased movement caused by the added pulses. This paper analyzes the application of pulses with variable amplitude for stiction compensation in order to reduce the movement of the valve without significant loss of controller performance. Given a maximum specification for the error, a method was proposed to select compensator parameters using operation data. The method was evaluated through different parameter choices simulations, and the result compared to other model-free methods found on literature. The method was implemented in an industrial controller, evaluating its performance under different operating conditions of the control valve and controller. The test results show this method is applicable in a varied array of real situations.
publishDate 2015
dc.date.issued.fl_str_mv 2015-12-18
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-08-02T00:01:02Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-08-01
2018-08-02T00:01:02Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/9642
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/9642
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Tecnológico
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Elétrica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/3389ec90-a38e-408b-9804-b0903fcc1dc3/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 136aecdd077c781de6c50afa4626be63
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813022567007518720