Avaliação do desempenho e sintonia de controladores de nível

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Andreis, André Augusto
• Orientador(a): Mejía, Rodrigo Iván Goytia
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Controle de nível; Avaliação de desempenho; Sintonia de controladores PID; Índice ótimo
• Palavras-chave em Inglês: Level control; Performance assessment; Tuning of PID controllers; Optimal index
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Elétrica
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/6540

Os processos industriais são de natureza dinâmica, variando continuamente no tempo devido a perturbações externas ou por alterações no processo e, portanto, a necessidade de controle automático das variáveis é uma realidade, principalmente devido ao aumento da complexidade dos sistemas instalados nas últimas décadas. Mediante a importância dos controladores, esta pesquisa traz o estudo de técnicas para avaliação do desempenho e sintonia de controladores de nível, bem como orienta quanto à escolha de índices a serem utilizados para a avaliação do desempenho de controladores de nível, segundo o objetivo de controle, apresentando a magnitude do erro obtido quando utilizado um índice de avaliação de desempenho inadequado. Aborda-se sistemas de controle de nível que têm como objetivo manter o nível na referência de forma precisa ou minimizar a variância da vazão de saída. Apresenta-se uma proposta de metodologia para a avaliação do desempenho e para a sintonia de controladores de nível através da modelagem do processo e da resolução de um problema de otimização. A metodologia proposta é aplicada a um processo de nível autorregulatório. Explora-se a eficácia dos índices de avaliação de desempenho para controladores de nível, considerando diferentes tipos de perturbação na vazão de entrada. Comparam-se técnicas tradicionais e técnicas que utilizam otimização para a sintonia de controladores, sendo que as técnicas de otimização apresentam resultados melhores que as técnicas tradicionais. Apresenta-se o impacto de incertezas no modelo utilizado para obter os parâmetros do controlador através de técnicas de otimização no qual, dependendo do objetivo de controle e do tipo de perturbação de entrada, ocorrem discrepâncias a serem consideradas em relação a necessidade de ressintonia do controlador. Analisa-se as consequências do uso de índices de avaliação de desempenho inadequados. Por meio dos resultados obtidos verificou-se que para determinar o índice adequado para a avaliação do desempenho de controladores de nível deve-se identificar o objetivo de controle de forma correta, o que nem sempre ocorre, pois em geral, sistemas de suporte à decisão disponibilizam índices de avaliação de desempenho que consideram a variável de processo, mas algumas malhas de controle podem considerar a variável manipulada.