Estrutura com realimentação por relé para processos sujeitos a perturbações - aplicações e análise.
| Ano de defesa: | 2019 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
Brasil Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA UFCG |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27154 |
Resumo: | Neste trabalho, são apresentadas contribuições na área de identificação de sistemas utilizando a realimentação por relé. Com o objetivo de obter um ciclo limite insensível à perturbação, é proposta uma estrutura realimentada por relé composta por um bloco o para remover perturbações estáticas e/ou drift, seguido de um relé. Este bloco consiste em um filtro passa-alta seguido por um relé e um integrador. Diversos estudos simulados e experimentais são realizados afim de verificar a aplicabilidade da estrutura do relé proposta. Através de tais estudos, verifica-se que a estrutura proposta é capaz de gerar o chaveamento simétrico do relé sob perturbação na entrada do processo, enquanto as demais estruturas presentes na literatura podem até mesmo não produzir uma os osilação sustentada para algumas perturbações. Com relação à análise da estrutura do relé proposta, inicialmente é utilizado o método da função descritiva. A partir desta análise, observa-se que a estrutura proposta possui características similares à realimentação por relé padrão. Em seguida, é realizada a análise baseada no mapa de Poincaré e uma representação em espaço de estados. Com o objetivo de simplificar a análise da estrutura do relé em estudo, obtém-se uma estrutura equivalente. Para esta estrutura e sistemas LTI com e sem atraso, são estabelecidas as condições necessárias e suficientes para a existência do ciclo limite. A estabilidade local do ciclo limite é investigada usando o Jacobiano correspondente ao mapa de Poincaré. Além disso, a análise de existência e estabilidade do ciclo limite é realizada a partir da estrutura do relé original. Neste caso, a análise limita-se a sistemas sem atraso. No contexto de identificação de modelos FOPTD (First Order Plus Time Delay ), é apresentada uma técnica que utiliza a estrutura do relé proposta, em malha aberta, com e sem elemento integrador realimentado na malha. Além disso, as informações dos pontos de frequência são utilizadas como restrições de igualdade para obtenção dos parâmetros dos modelos. Para estimação do atraso são utilizados uma aproximação por série de Taylor de segunda ordem e um procedimento iterativo. Finalmente, com base em dois modelos identificados, é proposta uma metodologia de a juste de fase de modelos FOPTD. |
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Estrutura com realimentação por relé para processos sujeitos a perturbações - aplicações e análise.Structure with relay feedback for processes subject to disturbances - applications and analysis.Identificação de SistemasRealimentação por ReléPerturbaçõesSystems IdentificationSystems Identification. Relay feedbackDisturbancesEngenharia ElétricaNeste trabalho, são apresentadas contribuições na área de identificação de sistemas utilizando a realimentação por relé. Com o objetivo de obter um ciclo limite insensível à perturbação, é proposta uma estrutura realimentada por relé composta por um bloco o para remover perturbações estáticas e/ou drift, seguido de um relé. Este bloco consiste em um filtro passa-alta seguido por um relé e um integrador. Diversos estudos simulados e experimentais são realizados afim de verificar a aplicabilidade da estrutura do relé proposta. Através de tais estudos, verifica-se que a estrutura proposta é capaz de gerar o chaveamento simétrico do relé sob perturbação na entrada do processo, enquanto as demais estruturas presentes na literatura podem até mesmo não produzir uma os osilação sustentada para algumas perturbações. Com relação à análise da estrutura do relé proposta, inicialmente é utilizado o método da função descritiva. A partir desta análise, observa-se que a estrutura proposta possui características similares à realimentação por relé padrão. Em seguida, é realizada a análise baseada no mapa de Poincaré e uma representação em espaço de estados. Com o objetivo de simplificar a análise da estrutura do relé em estudo, obtém-se uma estrutura equivalente. Para esta estrutura e sistemas LTI com e sem atraso, são estabelecidas as condições necessárias e suficientes para a existência do ciclo limite. A estabilidade local do ciclo limite é investigada usando o Jacobiano correspondente ao mapa de Poincaré. Além disso, a análise de existência e estabilidade do ciclo limite é realizada a partir da estrutura do relé original. Neste caso, a análise limita-se a sistemas sem atraso. No contexto de identificação de modelos FOPTD (First Order Plus Time Delay ), é apresentada uma técnica que utiliza a estrutura do relé proposta, em malha aberta, com e sem elemento integrador realimentado na malha. Além disso, as informações dos pontos de frequência são utilizadas como restrições de igualdade para obtenção dos parâmetros dos modelos. Para estimação do atraso são utilizados uma aproximação por série de Taylor de segunda ordem e um procedimento iterativo. Finalmente, com base em dois modelos identificados, é proposta uma metodologia de a juste de fase de modelos FOPTD.In this work, we present contributions in the area of identification of systems using relay feedback. With the aim of obtaining a limit cycle insensitive to disturbance, a relay feedback structure is proposed composed of a block o to remove static disturbances and/or drift, followed by a relay. this block consists of a high-pass filter followed by by a relay and an integrator. Several simulated and experimental studies are carried out in order to verify the applicability of the proposed relay structure. Through such studies, it appears that the proposed structure is able to generate the symmetrical switching of the relay under disturbance at the process input, while the other structures present in the literature may not even produce a sustained oscillation for some disturbances. Regarding the analysis of the proposed relay structure, the descriptive function method is initially used. From this analysis, it is observed that the proposed structure has characteristics similar to standard relay feedback. Then, the analysis based on the Poincaré map and a representation in state space is performed. As In order to simplify the analysis of the structure of the relay under study, a structure is obtained equivalent. For this LTI framework and systems with and without delay, the necessary and sufficient conditions for the existence of the limit cycle. The local stability of the limit cycle is investigated using the Jacobian corresponding to the Poincaré map. In addition, the analysis of the existence and stability of the Limit cycle is performed from the original relay structure. In this case, the analysis is limited to systems without delay. At the identification context of FOPTD (First Order Plus Time Delay) models, it is presented a technique which uses the proposed open-loop relay structure, with and without integrating element fed back into the loop. In addition, point information of frequency are used as equality constraints to obtain the parameters of the models. To estimate the delay, a Taylor series approximation is used. second order and an iterative procedure. Finally, based on two models identified, a methodology for the phase adjustment of FOPTD models is proposed.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGBARROS, Péricles Rezende.BARROS, P. R.Barros, P. R.Barros, Péricles R.http://lattes.cnpq.br/0722445222056063OLIVEIRA, Amauri.OLIVEIRA, A.Oliveira, A.Oliveira, Amauri.http://lattes.cnpq.br/3603816381832077MAITELLI, André Laurindo.MAITELLI, A. L.MAITELLI, ANDRE L.MAITELLI, ANDRE LAURINDO.http://lattes.cnpq.br/0477027244297797ACIOLI JUNIOR, George.ACIOLI JUNIOR, G.ACIOLI JUNIOR, GEORGE.ACIOLI, GEORGE.http://lattes.cnpq.br/1596840676645407ROCHA NETO, José Sérgio da Rocha.ROCHA NETO, J. S.Rocha Neto, J. S. da.ROCHA NETO, J S DAhttp://lattes.cnpq.br/9085919442313408CORRÊA, Maurício Beltrão de Rossiter.CORRÊA, M. B. 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Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UCBinstname:Universidade Católica de Brasília (UCB)instacron:UCB2022-09-13T20:49:30Zoai:localhost:riufcg/27154Repositório InstitucionalPRIhttps://repositorio.ucb.br/oai/requestsara.ribeiro@ucb.bropendoar:2022-09-13T20:49:30Repositório Institucional da UCB - Universidade Católica de Brasília (UCB)false |
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Neste trabalho, são apresentadas contribuições na área de identificação de sistemas utilizando a realimentação por relé. Com o objetivo de obter um ciclo limite insensível à perturbação, é proposta uma estrutura realimentada por relé composta por um bloco o para remover perturbações estáticas e/ou drift, seguido de um relé. Este bloco consiste em um filtro passa-alta seguido por um relé e um integrador. Diversos estudos simulados e experimentais são realizados afim de verificar a aplicabilidade da estrutura do relé proposta. Através de tais estudos, verifica-se que a estrutura proposta é capaz de gerar o chaveamento simétrico do relé sob perturbação na entrada do processo, enquanto as demais estruturas presentes na literatura podem até mesmo não produzir uma os osilação sustentada para algumas perturbações. Com relação à análise da estrutura do relé proposta, inicialmente é utilizado o método da função descritiva. A partir desta análise, observa-se que a estrutura proposta possui características similares à realimentação por relé padrão. Em seguida, é realizada a análise baseada no mapa de Poincaré e uma representação em espaço de estados. Com o objetivo de simplificar a análise da estrutura do relé em estudo, obtém-se uma estrutura equivalente. Para esta estrutura e sistemas LTI com e sem atraso, são estabelecidas as condições necessárias e suficientes para a existência do ciclo limite. A estabilidade local do ciclo limite é investigada usando o Jacobiano correspondente ao mapa de Poincaré. Além disso, a análise de existência e estabilidade do ciclo limite é realizada a partir da estrutura do relé original. Neste caso, a análise limita-se a sistemas sem atraso. No contexto de identificação de modelos FOPTD (First Order Plus Time Delay ), é apresentada uma técnica que utiliza a estrutura do relé proposta, em malha aberta, com e sem elemento integrador realimentado na malha. Além disso, as informações dos pontos de frequência são utilizadas como restrições de igualdade para obtenção dos parâmetros dos modelos. Para estimação do atraso são utilizados uma aproximação por série de Taylor de segunda ordem e um procedimento iterativo. Finalmente, com base em dois modelos identificados, é proposta uma metodologia de a juste de fase de modelos FOPTD. |
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