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INVESTIGAÇÃO DE TÉCNICAS PARA SINTONIA DE CONTROLADORES PID E AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO EM CONTROLE VIA REDE
Última alteração: 2021-09-24
Resumo
https://www.youtube.com/watch?v=uEUTIGlAxmk
Em um sistema de controle em rede, sensores, atuadores e controladores estão integrados com a planta por meio de redes de comunicação de dados. Esse arranjo torna os sistemas de controle mais flexíveis por, entre outros motivos, não restringir que seus componentes estejam em um mesmo ambiente físico. Diferentes estratégias de controle podem ser aplicadas em um sistema de controle em rede, desde estratégias clássicas com algum tipo de adaptação quanto estratégias mais avançadas. Dentre as estratégias clássicas, os controladores PID se destacam por serem versáteis e muito utilizados em ambiente industrial. Para que um controlador PID seja eficaz, ele deve estar sintonizado apropriadamente, o que pode ser uma tarefa difícil considerando-se as incertezas na dinâmica, as não linearidades, o acoplamento entre malhas e outros fatores. Contudo, a rede impõe algumas características na malha tais como atrasos variantes no tempo, perdas e desordenamento de informações etc. Estas características podem impactar o desempenho do sistema caso não sejam apropriadamente tratadas. Este projeto investigou a utilização de um controlador PID com preditor de Smith para mitigar os efeitos de atrasos variantes no tempo na malha de controle. O trabalho foi desenvolvido em simulação computacional por causa das limitações impostas pela pandemia. A planta escolhida foi um sistema de segunda ordem e o controlador sintonizado utilizando uma técnica de projeto analítico baseada no modelo da planta. Os parâmetros do preditor foram ajustados a partir de diferentes estimativas dos atrasos na malha. O desempenho do sistema foi avaliado com base em métricas específicas. Os resultados obtidos foram satisfatórios e encorajam uma posterior validação em um sistema real. Além disso, destaca-se como resultado do projeto a formação das alunas envolvidas em aplicações práticas de controle de processos.
Em um sistema de controle em rede, sensores, atuadores e controladores estão integrados com a planta por meio de redes de comunicação de dados. Esse arranjo torna os sistemas de controle mais flexíveis por, entre outros motivos, não restringir que seus componentes estejam em um mesmo ambiente físico. Diferentes estratégias de controle podem ser aplicadas em um sistema de controle em rede, desde estratégias clássicas com algum tipo de adaptação quanto estratégias mais avançadas. Dentre as estratégias clássicas, os controladores PID se destacam por serem versáteis e muito utilizados em ambiente industrial. Para que um controlador PID seja eficaz, ele deve estar sintonizado apropriadamente, o que pode ser uma tarefa difícil considerando-se as incertezas na dinâmica, as não linearidades, o acoplamento entre malhas e outros fatores. Contudo, a rede impõe algumas características na malha tais como atrasos variantes no tempo, perdas e desordenamento de informações etc. Estas características podem impactar o desempenho do sistema caso não sejam apropriadamente tratadas. Este projeto investigou a utilização de um controlador PID com preditor de Smith para mitigar os efeitos de atrasos variantes no tempo na malha de controle. O trabalho foi desenvolvido em simulação computacional por causa das limitações impostas pela pandemia. A planta escolhida foi um sistema de segunda ordem e o controlador sintonizado utilizando uma técnica de projeto analítico baseada no modelo da planta. Os parâmetros do preditor foram ajustados a partir de diferentes estimativas dos atrasos na malha. O desempenho do sistema foi avaliado com base em métricas específicas. Os resultados obtidos foram satisfatórios e encorajam uma posterior validação em um sistema real. Além disso, destaca-se como resultado do projeto a formação das alunas envolvidas em aplicações práticas de controle de processos.
Palavras-chave
Controle em rede. Controlador PID. Qualidade de controle.