Otimização e controle de reatores em semi-batelada.

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Nunes, Maurício Kerche
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Chemical reactors; Controle ótimo; Optimal control; Reatores químicos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-17092025-142458/

Este trabalho enfoca o desenvolvimento de uma metodologia de otimização e controle para processos em semi-batelada, a partir do conhecimento prévio de seu modelo matemático. As metodologias abordadas são de controle ótimo discreto (COD) \"off-line\" baseado no método direto seqüencial, um controlador duas camadas onde a camada COD \"off-line\" determina a política ótima a ser seguida por um controlador Scheduled Preditivo Multivariável Batelada (COD-Scheduled MPCB) e um controlador em uma única camada, multivariável, não-linear e com horizonte encurtante (\"shrinking horizon\") para processo batelada (NMPCB). Todas as abordagens tratadas neste estudo têm como objetivo a minimização do tempo de batelada sujeitas a restrições nos estados, variáveis controladas e variáveis manipuladas (variáveis de decisão) com a utilização da ferramenta computacional MATLAB® para seu desenvolvimento. A abordagem COD \"off-line\" foi concebida e validada orientada para sua aplicação em um controlador em duas camadas. A abordagem COD-Scheduled MPCB, por sua vez, foi formulada com as inovações na maneira de identificar os modelos de resposta ao degrau baseado no perfil ótimo das entradas e saídas, geradas pela camada COD \"off-line\" e no chaveamento no tempo dos múltiplos modelos de resposta ao degrau identificados. O COD-Scheduled MPCB foi comparado com a abordagem onde a segunda camada é constituída pelo controle clássico PI (COD-PI). Na última abordagem proposta, NMPCB, foi formulada e validadauma plataforma de controle preditivo não-linear com horizonte encurtante (\"shrinking horizon\") para processos em batelada com a utilização explícita do modelo rigoroso como modelo interno do controlador. Estas abordagens foram aplicadas no modelo de reator não-isotérmico em semi?batelada de polimerização de acetato de vinila (VA), com a alimentação de iniciador como vazão alimentada no sistema. ) As contribuições mais importantes deste estudo são: (1) metodologia para resolução do problema de minimização do tempo de batelada, (2) na abordagem duas camadas COD-Scheduled MPCB, sugerindo uma nova metodologia de identificação de modelos de resposta ao degrau (3) desenvolvimento de uma estratégia de controle preditivo não-linear para processos em batelada (NMPCB).