Estratégia de controle distribuído aplicado em plantas Ball Balancer

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva, Rafael Máximo da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Controle Distribuído; Ball Balancer; Controle proporcional integral e derivativo (PID); Software SCADA; Arduino; Distributed Control; proportional integral and derivative Control (PID); SCADA software
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/210946

Nesta dissertação foi realizado um estudo sobre aplicação de controle distribuído em plantas Ball Balancer no Matlab® e Simulink®, bem como a implementação em bancada com dois Ball Balancer, usando técnicas clássicas de controle. Para obter o controle cooperativo das plantas, foi considerada a possibilidade de chaveamento entre controladores em cada instante de amostragem, para o sistema que está em pior condição em relação ao ponto de operação desejado. Para avaliar isso, considerou-se que o pior caso é a planta que tem a maior norma no sinal de controle, ou seja, a maior resposta ao controle Proporcional, Integral e Derivativo (PID). Também, foi utilizada a estratégia de obter o índice de desempenho com menor esforço computacional, calculando o valor absoluto do erro do sistema. Inicialmente, as plantas foram analisadas, modeladas e identificadas, tendo como referência o módulo didático 2D Ball Balancer da QUANSER®. Posteriormente, o controle individual da planta em nível de simulação foi realizado no Matlab® e Simulink®. Por fim, foram comparados os resultados entre o controle considerando o seletor de chaveamento automático de controle e sem o seletor atuando em período determinado, mostrando uma melhor resposta com a estratégia do seletor. Na implementação foi utilizado o Arduino Mega com shield Ethernet, para o controle das duas plantas e comunicação com supervisório Elipse E3®. Para visualização dos gráficos, e ajustes de ganhos do controlador PID, foi confeccionada uma interface gráfica em Elipse E3®, que se comunica com o Arduino através do protocolo Modbus TCP. O vídeo do sistema de controle com dois Ball Balancer implementado em laboratório, sem levar em conta o índice de desempenho, pode ser visto no link https://youtu.be/MuFVLBfAST0, enquanto que o controle que leva em consideração o índice de desempenho se encontra no link https://youtu.be/7EdA0D4ycvY.