Análise de incertezas paramétricas em malhas de controle de processos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida, Alexandre Marques de
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/27593
Resumo: Orientador : Prof. Dr. Marcelo Kaminski Lenzi
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spelling Lenzi, Marcelo Kaminski, 1977-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaAlmeida, Alexandre Marques de2024-01-24T16:54:21Z2024-01-24T16:54:21Z2012https://hdl.handle.net/1884/27593Orientador : Prof. Dr. Marcelo Kaminski LenziDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Defesa: Curitiba, 02/03/2012Bibliografia: fls. 114-119Área de concentração: Modelagem, Simulação, Otilização e Controle de ProcessosResumo: Em processos industriais complexos com dinamica nao-linear, existe um grande numero de malhas de controle que necessitam de manutencao e adequada sintonia. Diversos indices de desempenho podem ser aplicados para avaliacao da qualidade de uma sintonia, como a integral do erro ao quadrado (ISE) e a integral da variavel manipulada (IU). No entanto, pouca atencao e dada as incertezas parametricas referentes ao modelo matematico do processo e ao metodo de sintonia escolhido. Tecnicas classicas de controle de processos em malha fechada, como por exemplo, o PI (Proporcional e Integral), possuem erros ou incertezas em seus parametros inerentes ao projeto desses sistemas. Suas incertezas podem ser estimadas atraves da teoria estatistica de propagacao de erros. Neste trabalho, foram abordados dois estudos de caso de controle de processos frente a incertezas parametricas: controle da concentracao de amonia da corrente de topo em uma coluna de absorcao de gas e controle do pH da caixa de alimentacao da maquina de papelcartao multicamada em uma industria de celulose e papel. Para tanto, a estrategia de controle estudada foi o controlador feedback PI para o problema servo (transicao de set-point). Os sistemas foram identificados em malha aberta (coluna de absorcao) e em malha fechada (maquina de papel) por meio da estimacao dos parametros (considerando modelos de 1a. ordem para o processo). O modelo matematico foi obtido analiticamente pelo equacionamento das raizes complexas das funcoes de transferencia. Os resultados permitiram comparar dezoito metodos de sintonia com intervalo de confianca das respostas dinamicas determinadas atraves da propagacao de erros dos parametros Pk e Pƒä dos modelos. Alem disso, foram determinados os valores dos indices de desempenho ISE e IU com suas incertezas parametricas. Para uma melhor avaliacao da robustez das sintonias estudadas, foi tambem proposto o indice de desempenho IPE (integral da propagacao de erros) para as respostas da variavel controlada e manipulada. Assim, pode-se concluir que muitas tecnicas de sintonia sao estatisticamente iguais, onde a melhor sintonia para a coluna de absorcao foi o metodo proposto por SREE et al. (2004) & CHIDAMBARAM et al. (2005) e para a maquina de papel foi o metodo proposto por BRAMBILLA et al. (1990).Abstract: In complex industrial processes with nonlinear dynamics, there are a large number of control loops that need proper maintenance and tuning. Several performance indexes can be applied to evaluate the quality of a tune, as the integral of the squared error (ISE) and the integral of the manipulated variable (IU). However, little attention is given to parametric uncertainties related to the mathematical model of the process and the tuning method chosen. Classical techniques for process control in closed loop, for example, PI (Proportional and Integral), have errors or uncertainties inherent to their design. Their uncertainties can be estimated by statistical theory of error propagation. In this work, we discussed two different case studies of process control involving parametric uncertainties: ammonia concentration control in an absorption column of gas and pH control of the feed headbox of the paperboard machine in a pulp and paper mill. Since the control strategy studied was the PI feedback controller for the servo problem (change of setpoint). The systems were identified in open-loop (absorber) and closed-loop (paper machine) through the parameters estimation (assuming FOLPD models for the process). The mathematical model was derived analytically by solving the complex roots of transfer functions. The results compare eighteen tuning methods with confidence intervals determined by the dynamic responses of the parameters error propagation of the and . In addition, we determined the values of performance indexes ISE and IU with parametric uncertainties. To better assess the robustness of the tuning studied, performance index IEP (integral of the error propagation) was also proposed for the controlled and manipulated variable. Thus, one can conclude that many tuning techniques are statistically equal, where the best tuning for the absorption column was the method proposed by SREE et al. (2004) & CHIDAMBARAM et al. (2005) and the paper machine was the method proposed by BRAMBILLA et al. (1990).122f. : il. , grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalControle de processos quimicosGases - Uso de drogasIndústria de celuloseEngenharia QuímicaAnálise de incertezas paramétricas em malhas de controle de processosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - ALMEIDA, ALEXANDRE MARQUES DE.pdfapplication/pdf6129552https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/27593/1/R%20-%20D%20-%20ALMEIDA%2c%20ALEXANDRE%20MARQUES%20DE.pdfc5da88964266b1735951389a29b73e9eMD51open accessTEXTR - D - ALMEIDA, ALEXANDRE MARQUES DE.pdf.txtExtracted Texttext/plain284547https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/27593/2/R%20-%20D%20-%20ALMEIDA%2c%20ALEXANDRE%20MARQUES%20DE.pdf.txt9aad88bea923b4f63c464a1f1a811322MD52open accessTHUMBNAILR - D - ALMEIDA, ALEXANDRE MARQUES DE.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1327https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/27593/3/R%20-%20D%20-%20ALMEIDA%2c%20ALEXANDRE%20MARQUES%20DE.pdf.jpg7881764bad78a09dbcfed3d86ed7399eMD53open access1884/275932024-01-24 13:54:22.024open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/27593Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-01-24T16:54:22Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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