Estudo comparativo do desempenho de controladores fuzzy e convencional aplicados em um bioprocesso

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leite, Manuela Souza
Data de Publicação: 2007
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1604729
Resumo: Orientador: Flavio Vasconcelos da Silva
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spelling Estudo comparativo do desempenho de controladores fuzzy e convencional aplicados em um bioprocessoComparative study of the performance of fuzzy and conventional controllers applied in a bioprocessLógica fuzzyControladores PIDBromelinaAutomaçãoFuzzy controllerPID controllerFieldbusBromelainOrientador: Flavio Vasconcelos da SilvaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Devido à crescente importância econômica de biosistemas é imprescindível a introdução de estratégias de monitoração e controle de forma a garantir altos rendimentos, reprodutibilidade, confiabilidade e redução nos custos. A aplicação de controladores juzzy nestes sistemas tem crescido consideravelmente devido a sua capacidade de adaptação às não-linearidades do processo, uma vez que os controladores convencionais possuem ação limitada. O alto valor agregado da bromelina e sua crescente demanda em aplicações farmacêuticas e industriais justificam a necessidade de utilização de controladores avançados que proporcionem condições operacionais adequadas para a recuperação e purificação desta enzima. O controle da temperatura no processo de precipitação de bromelina é fundamental para a redução da desnaturação da enzima e, conseqüentemente, melhora na. qualidade final do produto obtido. Neste trabalho foi desenvolvida uma automação, baseada em instrumentos inteligentes Fieldbus, para monitoramento das variáveis de um sistema para extração de bromelina. Foi realizado um estudo comparativo do desempenho dos controladores convencional e avançado (controlador fuzzy), aplicados na manutenção da temperatura interna de um tanque de precipitação da bromelina. O 10 método de Ziegler-Nichols foi utilizado para a sintonia dos controladores convencionais. Os parâmetros para o controlador PID foram: Kc = 35 %fOC, 'ti = 28 s e 'td = 7 s; e para o controlador PI: Kc = 35 %/oC e 'td = 31 s. O software MATLAB foi utilizado para o desenvolvimento e sintonia do controlador fuzzy, b<).seada em mudança no conjunto universo, na base de regras e na disposição das funções de pertinência do controlador. Na análise comparativa entre os tipos de controladores utilizados no sistema foi observado um melhor desempenho do controlador juzzy, apresentando: menor valor do critério do erro IT AE, menor tempo de subida e melhor desempenho da variável manipulada, uma recuperação da atividade proteolítica da enzima 80 % maior e uma redução de 58 % no consumo de energia elétrica, quando comparado com controladores convencionaisAbstract: The use of fuzzy controllers in bioprocesses has increased greatly in the last few years. In conventional controllers, assumptions and simplifications are often made to build a precise mathematical model that may be far from the real situation. In contrast, fuzzy controllers are an attractive technique for the control of plants that are ill-defined or non-linear systems. The high commercial value of the bromelain and its increasing demand in pharmaceutical and industrial applications justify the necessity of control to provide adequate operational conditions. Temperature control is crucial to avoid the irreversible protein denaturation and consequently to improve the precipitation yield. This work focus on the development of a comparative study between conventional and fuzzy controllers applied to a bromelain recover process from pineapple juice through the precipitation process with a1cohol at a low temperature, using Fieldbus network architeture. The Ziegler Nichols method was used to tuning conventional controllers. The parameters K: = 35 %/oC, 'ti = 28 s e 'td = 7 s was used to PID controller and K: = 35 %/oC e 'td = 31 s was used to PI controller. To tuning the fuzzy controller was tested different uni verse of discourse, base of rules and support sets of membership functions. The experimental results show the effectiveness of fuzzy controller in comparison with the conventional controllers. The fuzzy-PI controller presented reduced error parameter (ITrMestradoSistemas de Processos Químicos e InformáticaMestre em Engenharia Química[s.n.]Silva, Flávio Vasconcelos da, 1971-Bertevello, Luiz CarlosSilveira Júnior, VivaldoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLeite, Manuela Souza20072007-06-09T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf142p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1604729LEITE, Manuela Souza. Estudo comparativo do desempenho de controladores fuzzy e convencional aplicados em um bioprocesso. 2007. 142p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1604729. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/398936porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T04:50:41Zoai::398936Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T04:50:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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