Controle de um bioreator contínuo com diversos algoritmos de controle.

• Ano de defesa: 2003
• Autor(a) principal: Lellis, Wilson Antonio
• 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: Biochemical reactors; Controle de processos; Process control; Reatores bioquímicos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-07012026-100310/

Foram aplicados os algoritmos de controle PID, geométrico e preditivo para um bioreator não linear. O modelo do bioreator utilizado é o apresentado por Proll e Karim (1994) o qual foi obtido de uma planta para produção de microalgas em escala industrial. Os pontos de equilíbrio e o comportamento não linear do sistema são mostrados graficamente. As variáveis controladas são a concentração celular e a concentração de substrato no bioreator, cujos valores de \"set point\" são alterados durante o período de fermentação. As entradas manipuladas são, a taxa de reciclo e o produto da taxa de reciclo pela concentração de alimentação do substrato. O controlador PID foi implementado também para a vazão e concentração de substrato como variáveis manipuladas. O controlador geométrico é implementado com módulos para dar uma trajetória de referência na mudança do \"set-point\", integração do erro de realimentação, esquema \"anti-reset windup\" e fator de cautela. O controlador preditivo utiliza um modelo em espaço de estados estendido. O modelo do controlador é o mesmo do bioreator, linearizado, pela série de Taylor, e discretizado a cada instante de amostragem a partir do ponto anterior. Um módulo integrador do erro é incorporado ao modelo do controlador juntamente com um filtro. Os algoritmos aplicados acompanham as mudanças de \"set point\", mas para o controlador preditivo fica clara a necessidade de incorporar-se ao modelo a integração do erro para eliminação do \"off set\". Os controladores foram, posteriormente, aplicados com um ruído adicionado as medidas das controladas. Além disto, o comportamento dos controladores foi examinado na presença de incerteza no modelo, concluindo-se que o controlador geométrico pode ser mais conveniente no controle do bioreator estudado neste trabalho.