Desenvolvimento de um controlador PID-Fuzzy para o controle de nível de água de um pressurizador de um reator nuclear

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: BRITO, Thiago Souza Pereira de
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/16625
Resumo: Usinas nucleares são sistemas físicos de natureza não-linear. E, devido as grandes variações de potência no regime de trabalho, um regime transitório se desenvolverá onde a pressão e a temperatura média do circuito primário irão sofrer variações significativas. Com a finalidade de inibir variações de pressão e manter o sistema pressurizado, o Pressurizador tem a função de controlar as variações que ocorrem no sistema primário do reator. Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um Controlador PID (Proporcional Integral Derivativo) baseado em lógica Fuzzy para atuação em um Pressurizador de um Reator Nuclear de Água Pressurizada. Um Controlador Fuzzy foi desenvolvido através do processo de fuzzificação, inferência e defuzzificação das variáveis de interesse para um Pressurizador, em seguida este controlador foi acoplado a um Controlador PID formando um Controlador PID regido pela lógica Fuzzy, ou seja, um Controlador PID-Fuzzy. Este foi, validado experimentalmente em uma Planta de Simulações no qual foram atribuídos transitórios semelhantes à um Pressurizador de um Reator Nuclear, observado e ajustado para melhores respostas e resultados. Os resultados desta validação foram comparados com Controladores Simples (on/off) e PID, também de forma experimental. Após a validação o Controlador PID-Fuzzy foi desenvolvido para atuar no Código MODPRESS, que simula matematicamente o Pressurizador NEPTUNUS de um Reator. Neste Código também foi feita uma comparação entre os Controladores PID e o Controlador PID-Fuzzy. Os resultados obtidos demonstraram que o Controlador PID-Fuzzy apresentou melhor desempenho e precisão, com respostas suaves, o que representa menor stress mecânico, agregando maior robustez na condução e controle do Pressurizador, dando mais confiabilidade e segurança no Reator Nuclear
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Um Controlador Fuzzy foi desenvolvido através do processo de fuzzificação, inferência e defuzzificação das variáveis de interesse para um Pressurizador, em seguida este controlador foi acoplado a um Controlador PID formando um Controlador PID regido pela lógica Fuzzy, ou seja, um Controlador PID-Fuzzy. Este foi, validado experimentalmente em uma Planta de Simulações no qual foram atribuídos transitórios semelhantes à um Pressurizador de um Reator Nuclear, observado e ajustado para melhores respostas e resultados. Os resultados desta validação foram comparados com Controladores Simples (on/off) e PID, também de forma experimental. Após a validação o Controlador PID-Fuzzy foi desenvolvido para atuar no Código MODPRESS, que simula matematicamente o Pressurizador NEPTUNUS de um Reator. Neste Código também foi feita uma comparação entre os Controladores PID e o Controlador PID-Fuzzy. Os resultados obtidos demonstraram que o Controlador PID-Fuzzy apresentou melhor desempenho e precisão, com respostas suaves, o que representa menor stress mecânico, agregando maior robustez na condução e controle do Pressurizador, dando mais confiabilidade e segurança no Reator NuclearCapesNuclear power plants are physical systems of nonlinear nature. Because of large power variations in operational conditions, transient situations will develop where the pressure and temperature average of the primary circuit coolant will undergo significant variations. In order to inhibit pressure fluctuations and maintain the pressurized system, the Pressurizer has the function of controlling the variations that occur in the primary reactor system coolant. This work aims at the development of a PID controller (Proportional Integral Derivative) based on fuzzy logic to operate in a Pressurizer of a Nuclear Pressurized Water Reactor. A fuzzy controller was developed using the process of fuzzification, inference and defuzzification of the variables of interest for a Pressurizer then this controller was connected to a PID controller forming a PID controller, but driven by fuzzy logic, that is, a PID-Fuzzy controller. This was validated experimentally on a plant simulations in which transients were assigned similar to the one Pressurizer of a Nuclear Reactor, observed and adjusted for best results. The results of this validation were compared with Simple Controllers (on/off) and PID also on an experimental basis. After validation the PID-Fuzzy Controller is designed to operate in MODPRESS Code, which mathematically simulates a Pressurizer NEPTUNUS of a reactor. In this code a comparison between PID and PID-Fuzzy Controllers was also made. The results showed that the PID-Fuzzy Controller demonstrated better performance and accuracy, with smooth responses, which means less mechanical stress, adding more robustness in the conduction and control of Pressurizer, giving more reliability and safety in Nuclear Reactor.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessControle; Fuzzy; Pressurizador; ReatorControl; Fuzzy; Pressurizer; ReactorDesenvolvimento de um controlador PID-Fuzzy para o controle de nível de água de um pressurizador de um reator nuclearinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDissertação ata de aprovação não assinada.pdf.jpgDissertação ata de aprovação não assinada.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1289https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/16625/5/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20ata%20de%20aprova%c3%a7%c3%a3o%20n%c3%a3o%20assinada.pdf.jpg85c4a59b601c758103749ff8b12cd1a1MD55ORIGINALDissertação ata de aprovação não assinada.pdfDissertação ata de aprovação não assinada.pdfapplication/pdf3482813https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/16625/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20ata%20de%20aprova%c3%a7%c3%a3o%20n%c3%a3o%20assinada.pdf4876953faed7877569d66f85cdf9be4dMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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