Formulações explícitas para controladores preditivos generalizados: uma abordagem multiparamétrica

• Autor(a) principal: Fonseca, Daniel Guerra Vale da
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/30108
• topic: Controlador preditivo generalizado; Programação multiparamétrica; GPC explícito multiparamétrico; Sistemas híbridos; GPC híbrido multiparamétrico

O Controle Preditivo Generalizado (GPC) é uma das técnicas de Controle Preditivo baseado em Modelo (MPC) mais tradicionais e populares da indústria e do meio acadêmico, sendo aplicado, ao longo de décadas, em vários sistemas para melhorar o desempenho do controle. Esse tipo de controlador utiliza informações do modelo do processo para predizer o comportamento futuro do sistema. Além disso, o GPC consegue lidar de forma direta tanto com sistemas MIMO, quanto com as restrições presentes nos processos. Entretanto, ao considerar o conjunto de restrições, o controlador precisa resolver, em tempo de execução, um problema de otimização quadrático (QP) (ou linear – LP), o que pode ser inviável em certos casos, como para sistemas embarcados. Dessa forma, este trabalho faz uso da programação multiparamétrica (mp) para gerar uma lei de controle explícita do tipo Afim por Partes (PWA) para o GPC (mp-GPC), capaz de manter o desempenho de controle sem a necessidade recorrente da resolução de um problema de otimização. Inicialmente, essa proposta é comparada diretamente com o GPC tradicional com restrições. Os resultados mostram que o desempenho se mantém, com redução do tempo computacional para o cálculo da ação de controle. Em seguida, um novo formato é proposto, com o objetivo de diminuir a quantidade de parâmetros usados na formulação anterior. Ambas as proposições são aplicadas em diferentes situações: em sistemas multivariáveis, sem e com a presença de atraso de transporte, e em um sistema subatuado. Em todos os casos, o tempo computacional gasto para o cálculo do sinal de controle é analisado, assim como do tempo necessário para a resolução da programação multiparamétrica. Por fim, foram realizados estudos envolvendo uma formulação GPC Multiparamétrica Híbrida, que faz uso da resolução de um problema de programação Linear Inteira Mista multiparamétrica (mp-MILP). Uma válvula não linear é utilizada como estudo de caso, em que suas características não lineares são transformadas em um conjunto de desigualdades para o problema de otimização, com o objetivo de minimizar os seus efeitos. Os resultados são satisfatórios, apresentando um controle, em alguns momentos, com redução dos efeitos da não linearidade.