Modelamento, simulação e controle de um processo de neutralização de pH.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 1997 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-14102024-133229/ |
Resumo: | Neste trabalho aborda-se um dos problemas SISO mais importantes da indústria de processos: o controle de pH. Primeiramente apresenta-se uma breve introdução dos sistemas de pH, suas diversas aplicações e características que o convertem em um dos processos mais difíceis de controlar. Em seguida é apresentado o método de invariantes de reações para o modelamento de sistemas de pH e o modelo do processo a ser usado (mistura de HN\'O IND.3\', NaOH e NaHC\'O IND.3\'). É feito então um estudo dinâmico do processo em malha aberta e análise de estabilidade usando o critério de Lyapunov. Em seguida são apresentados duas estratégias de controle avançado, baseadas em modelo, para o processo em questão: um controlador \"self-tuning\" com preditor de Smith (STC-TDC) e um controlador por linearização entrada-saída (IOLC). Ambas técnicas são comparadas quanto a seu desempenho com um controlador PI bem sintonizado, sendo a melhor delas implementada em uma planta piloto para sua avaliação experimental. Finalmente são apresentadas várias sugestões para trabalhos futuros. |
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Modelamento, simulação e controle de um processo de neutralização de pH.Untitled in englishChemical process controlControle auto-ajustávelControle de processos químicosControle não-linear geométricoElectronic engineeringEngenharia eletrônicaGeometric nonlinear controlSelf-tuning controlNeste trabalho aborda-se um dos problemas SISO mais importantes da indústria de processos: o controle de pH. Primeiramente apresenta-se uma breve introdução dos sistemas de pH, suas diversas aplicações e características que o convertem em um dos processos mais difíceis de controlar. Em seguida é apresentado o método de invariantes de reações para o modelamento de sistemas de pH e o modelo do processo a ser usado (mistura de HN\'O IND.3\', NaOH e NaHC\'O IND.3\'). É feito então um estudo dinâmico do processo em malha aberta e análise de estabilidade usando o critério de Lyapunov. Em seguida são apresentados duas estratégias de controle avançado, baseadas em modelo, para o processo em questão: um controlador \"self-tuning\" com preditor de Smith (STC-TDC) e um controlador por linearização entrada-saída (IOLC). Ambas técnicas são comparadas quanto a seu desempenho com um controlador PI bem sintonizado, sendo a melhor delas implementada em uma planta piloto para sua avaliação experimental. Finalmente são apresentadas várias sugestões para trabalhos futuros.This work focuses one of the most important SISO problems of the process industry: the pH control. Firstly a brief introduction on the pH systems is presented, its several applications and characteristics that convert it into one of the most difficult to control. Then it is shown a method of reaction invariants for modeling the pH system and the model of process to be used (a mixture of HN\'O IND.3\', NaOH and NaHC\'O IND.3\'). A dynamic study of the open loop process and a stability analysis using the Lyapunov criterion is then presented. Next are development two strategies of advanced control, based on a model for the mentioned process: a self-tuning controller, with a Smith predictor (STC-TDC) and an input-output linearization controller (IOLC). Both tenchniques are compared, based on their perfomance, with a well tuned PI controller, being the best of them implemented in a pilot plant for its experimental evaluation. Finally several suggestions for future works are presented.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPGarcia, ClaudioZanabria Sotomayor, Oscar Alberto 1997-08-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-14102024-133229/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-10-14T16:37:02Zoai:teses.usp.br:tde-14102024-133229Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-10-14T16:37:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Neste trabalho aborda-se um dos problemas SISO mais importantes da indústria de processos: o controle de pH. Primeiramente apresenta-se uma breve introdução dos sistemas de pH, suas diversas aplicações e características que o convertem em um dos processos mais difíceis de controlar. Em seguida é apresentado o método de invariantes de reações para o modelamento de sistemas de pH e o modelo do processo a ser usado (mistura de HN\'O IND.3\', NaOH e NaHC\'O IND.3\'). É feito então um estudo dinâmico do processo em malha aberta e análise de estabilidade usando o critério de Lyapunov. Em seguida são apresentados duas estratégias de controle avançado, baseadas em modelo, para o processo em questão: um controlador \"self-tuning\" com preditor de Smith (STC-TDC) e um controlador por linearização entrada-saída (IOLC). Ambas técnicas são comparadas quanto a seu desempenho com um controlador PI bem sintonizado, sendo a melhor delas implementada em uma planta piloto para sua avaliação experimental. Finalmente são apresentadas várias sugestões para trabalhos futuros. |
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