Avaliação de malhas de controle PID e IMC com ênfase em erros de modelagem

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: OLIVEIRA, Victor Luiz Santiago de. lattes
Orientador(a): BARROS, Péricles Rezende. lattes
Banca de defesa: FERNANDES, Eisenhawer de Moura., ACIOLI JÚNIOR, George.
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Departamento: Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/43018
Resumo: O processo de avaliação de malhas de controle envolve o uso de técnicas que sejam sensíveis ao sistema de controle, eliminando a influência de problemas externos. Além disso, é preciso diagnosticar a causa do desempenho ruim para que se possa saber qual medida corretiva deve ser empreendida para a correção. Neste trabalho, é feita uma pesquisa com os objetivos de avaliar diversas técnicas empregadas na avaliação de malhas de controle com controladores PID e IMC (Controle de Modelo Interno); e de aprofundar o processo de diagnóstico de desempenho para sistemas de controle cujo projeto do controlador leva em conta o modelo do processo, que é o caso do IMC. Para alcançar este aprofundamento, utilizou-se o Índice de Sensibilidade Relativa (RSI) para quantificar o erro de modelagem e sua influência sobre o desempenho do sistema de controle e levantou-se o padrão de comportamento do RSI em relação ao avanço do processo de degradação do sistema de controle. O RSI é capaz de diferenciar entre erro de modelagem e a presença de perturbações não medidas. Sistemas de controle, como o CSTR (Reator de Tanque Agitado Contínuo), foram controlados usando IMC e avaliados para levantar o padrão do RSI; os resultados obtidos indicam a existência de um padrão de comportamento do RSI, que cresce com o aumento da incompatibilidade entre o processo e seu modelo. Logo, o RSI não é uma quantidade aleatória que indica a qualidade do modelo; ele é uma ferramenta que rastreia o seu grau de assertividade e é capaz de fazê-lo mesmo diante da presença de perturbações não medidas.
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Para alcançar este aprofundamento, utilizou-se o Índice de Sensibilidade Relativa (RSI) para quantificar o erro de modelagem e sua influência sobre o desempenho do sistema de controle e levantou-se o padrão de comportamento do RSI em relação ao avanço do processo de degradação do sistema de controle. O RSI é capaz de diferenciar entre erro de modelagem e a presença de perturbações não medidas. Sistemas de controle, como o CSTR (Reator de Tanque Agitado Contínuo), foram controlados usando IMC e avaliados para levantar o padrão do RSI; os resultados obtidos indicam a existência de um padrão de comportamento do RSI, que cresce com o aumento da incompatibilidade entre o processo e seu modelo. Logo, o RSI não é uma quantidade aleatória que indica a qualidade do modelo; ele é uma ferramenta que rastreia o seu grau de assertividade e é capaz de fazê-lo mesmo diante da presença de perturbações não medidas.The control loop performance assessment process involves the use of techniques that are sensitive to the control system, eliminating the influence of external problems. Furthermore, it is necessary to diagnose the cause of poor performance so that it is possible to know what corrective action should be taken to correct it. In this work, a research is carried out with the objectives of evaluating several techniques used in the evaluation of control loops with PID and IMC (Internal Model Control) controllers; and of deepening the process of performance diagnosis for control systems whose controller design takes into account the process model, which is the case of IMC. To achieve this deepening, the Relative Sensitivity Index (RSI) was used to quantify the modeling error and its influence on the performance of the control system, and the behavior pattern of the RSI in relation to the advancement of the control system degradation process was raised. The RSI is able to differentiate between modeling error and the presence of unmeasured disturbances. Control systems, such as the CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor), were controlled using IMC and evaluated to determine the RSI standard; the results obtained indicate the existence of a pattern of RSI behavior, which grows with the increase in incompatibility between the process and its model. Therefore, the RSI is not a random quantity that indicates the quality of the model; it is a tool that tracks its level of assertiveness and is capable of doing so even in the presence of unmeasured disturbances.Submitted by Helder Soares Dantas (helder-dantas@hotmail.com) on 2025-08-27T14:00:23Z No. of bitstreams: 1 VICTOR LUIZ SANTIAGO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO - (PPGEE) 2025.pdf: 2064764 bytes, checksum: 68894baabc542941c1e926a8ffa23cca (MD5)Made available in DSpace on 2025-08-27T14:00:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VICTOR LUIZ SANTIAGO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO - (PPGEE) 2025.pdf: 2064764 bytes, checksum: 68894baabc542941c1e926a8ffa23cca (MD5) Previous issue date: 2025-08-12Universidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIEngenharia ElétricaControle de processoÍndice de sensibilidade relativaErro de modelagemControle de modelo internoAvaliação de desempenhoProcess controlRelative sensitivity indexModel-plant mismatchInternal model controlPerformance assessmentAvaliação de malhas de controle PID e IMC com ênfase em erros de modelagemEvaluation of PID and IMC control loops with emphasis on modeling errors2025-08-122025-08-27T14:00:23Z2025-08-272025-08-27T14:00:23Zhttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/43018OLIVEIRA, Victor Luiz Santiago de. Avaliação de malhas de controle PID e IMC com ênfase em erros de modelagem. 2025. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTVICTOR LUIZ SANTIAGO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO - (PPGEE) 2025.pdf.txtVICTOR LUIZ SANTIAGO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO - (PPGEE) 2025.pdf.txttext/plain159469https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/43018/3/VICTOR+LUIZ+SANTIAGO+DE+OLIVEIRA+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+-+%28PPGEE%29+2025.pdf.txtffc6e1ca8a1ef96aab947a0cfee2fb36MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/43018/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALVICTOR LUIZ SANTIAGO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO - (PPGEE) 2025.pdfVICTOR LUIZ SANTIAGO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO - (PPGEE) 2025.pdfapplication/pdf2064764https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/43018/1/VICTOR+LUIZ+SANTIAGO+DE+OLIVEIRA+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+-+%28PPGEE%29+2025.pdf68894baabc542941c1e926a8ffa23ccaMD51riufcg/430182025-11-18 04:25:19.408oai:dspace.sti.ufcg.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-11-18T07:25:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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