Comparação entre controladores PID e FOPID baseada em novo método de ajuste

• Autor(a) principal: Grandi, Gabriel Lapa
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/182265
• topic: Engenharia química; Fractional controller; Optimization; Frequency domain; Tuning; PID; FOPID; Fractional order; Fractional derivative

Controladores FOPID (PID de ordem fracionária) são uma generalização do controlador PID (proporcional, integral e derivativo) clássico, na qual as ações integral e derivativa podem ser de ordem fracionária. Estes controladores vêm sendo muito estudados nos últimos anos, mas ainda não é claro em que situações a sua utilização pode melhorar o desempenho e a robustez de sistemas controle, em comparação com uso de controladores PID. Em parte, isso deve a inexistência de um método geral de ajuste que possa ser aplicado aos dois controladores, tornando difícil a comparação entre ambos. Para contornar esse problema, neste trabalho um método de ajuste desenvolvido para controladores PID foi adaptado para que pudesse ser aplicado a controladores FOPID. O método é baseado em um problema de otimização no domínio da frequência, e testes computacionais mostraram que o mesmo é adequado para o ajuste dos controladores FOPID. Os dois controladores ajustados pelo método proposto foram usados em simulações de malhas de controle com plantas de diferentes características, a fim de comparar o desempenho e a robustez dos controladores em cada caso. Estes testes mostraram que, para plantas com elevado tempo morto e plantas de elevada ordem, o controlador FOPID é capaz de melhorar o desempenho do sistema, de reduzir o uso da uso da ação de controle e de aumentar a robustez em relação a variações na dinâmica da planta, o que foi verificado pelo aumento da reserva de fase. Para os demais casos testados, houve pouca diferença entre ambos os controladores.