Estudo comparativo entre diferentes controladores PID baseados em técnicas de predição aplicados a processos com atraso de transporte

• Autor(a) principal: Valentini, João Henrique
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24849
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Controladores elétricos; Controladores PID; Controle preditivo; Sistemas de controle digital; Electric controllers; PID controllers; Predictive control; Digital control systems

O atraso de transporte é a diferença de tempo entre a manifestação do sinal de entrada e do sinal de saída do sistema, presente em alguns sistemas industriais. Tendo em vista que, os controladores do tipo PID (Proporcional, Integral e Derivativo) são predominantes no ambiente industrial, em um primeiro momento, foi estudado o controlador PID convencional, já que para pequenos atrasos de transporte os sistemas de controle podem ser controlados adequadamente, ajustando-se o ganho derivativo do controlador; em um segundo momento, foi estudado o controlador PID com Preditor de Smith (PS), que usa o modelo matemático da planta do sistema para prever o atraso e dessa forma reduzir o seu efeito na malha de controle. Entretanto, na indústria, muitos controladores já possuem uma estrutura fixa de ganhos de um controlador PID convencional que não podem ser modificadas, deste modo, em um terceiro momento, foram estudadas algumas técnicas de ajuste do controlador PID baseadas em predição, dentre elas, a) A Aproximação por PID a partir do Preditor de Smith, que utiliza uma malha de controle equivalente ao Preditor de Smith para se aproximar de um PID convencional; b) O ajuste de PID com Controlador de Modelo Interno (IMC do inglês, Internal Model Control) , na qual faz a ligação do modelo que descreve o processo com a estrutura do controlador; c) O ajuste PID por alocação de polos, semelhante ao método IMC, mas permitindo alocar os polos em malha fechada do sistema em lugares desejados; d) O Ajuste de PID com dois graus de liberdade (2DOFdo inglês, two-degree-of-freedom), que consiste em colocar um filtro na referência da malhade controle. Os controladores projetados foram aplicados em uma bancada didática de nível de fluídos, o controle PID com PS obteve os melhores resultados em malha fechada, seguido dos controladores baseados em técnicas de predição, seguido dos controladores PID convencionais.