Sistemas com realimentação por relé: análise e aplicações. - ARRUDA, Gustavo Henrique Machado de. (2003)
Neste trabalho apresenta-se a análise de um estimador de resposta em frequência baseado em relé e suas aplicações processar identificação e ajuste de controladores PID. O experimento de identificação é baseado na obtenção de um ciclo limite na frequência em que a magnitude da função de transferência avaliada é igual a um valor de parâmetro, chamado r. Inicialmente, uma análise no domínio do tempo dos sistemas de feedback de relés apresentado nos mapas de Poincare, e condições necessárias e suficientes para a existência e estabilidade dos ciclos limite simétricos unimodais. Os resultados são aplicados ao relé experimento de feedback, a fim de obter expressões de formulário fechado para avaliar a existência e estabilidade dos ciclos limite simétricos unimodais. É mostrado por exemplos de simulação que o experimento pode produzir uma grande variedade de fenômenos para diferentes configurações do parâmetro r. Para Por exemplo, variando o parâmetro r, mesmo em sua faixa segura, o sistema pode sofrer de um nível estável ciclo para o comportamento caótico. Um novo procedimento para a estimativa de um modelo de primeira ordem mais tempo morto usando testes de relé é apresentado na sequência. Com base na análise no domínio do tempo dos sistemas de feedback de relés com o tempo delay, expressões exatas para o ciclo limite, que relacionam o tempo morto e a constante de tempo em tais modelos são obtidos. A vantagem do procedimento é que o modelo se encaixa melhor na frequência faixa em que o ângulo da fase do processo está entre -90 ° e -180 °, no caso de dinâmica não modelada. Os resultados são utilizados para as técnicas populares de ajuste de PI e ID, a fim de avaliar a qualidade dos modelos obtidos. Por fim, os experimentos de relé são aplicados aos controladores iterativos de P ID, com base no ganho e especificações das margens da fase. Experimentos de revezamento são usados ​​para avaliar as margens de estabilidade em cada etapa e a operação é executada em loop fechado, sem remover o controlador. Outro A vantagem desse procedimento é o fato de que a resposta em frequência do processo não precisa ser conhecida por as etapas de design. Com algumas suposições sobre as características de resposta em frequência do processo, é mostrou que o circuito fechado permanece estável para cada controlador calculado durante as iterações. Se não Quando são feitas suposições sobre o modelo de processo, um novo experimento baseado em relé é apresentado para detectar comportamento de instabilidade do circuito fechado antes de modificar os parâmetros do controlador. Um exemplo de simulação é usado para ilustrar o procedimento e avaliar suas propriedades. O procedimento é então aplicado para ajustar um controlador PI no controle de nitrato de uma estação de tratamento simulada de lodo ativado, um PI ajuste do controlador em um experimento de caracterização de filme fino com dióxido de vanádio e um controlador P ID no controle de temperatura de um processo de escala laboratorial de trocador de calor. Os resultados apontam que com algumas iterações, é obtido um controlador razoável, de modo que as especificações de robustez sejam alcançado.