Publicação: Estudo sobre a compensação de processos integradores com atraso e a proposição de uma nova abordagem
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A compensação de processos com atraso vem recebendo a atenção de acadêmicos e especialistas na área de controle por várias décadas. Aliado a isso, controladores PID (ações proporcional, integral e derivativa) são vastamente utilizados em processos industriais. A simplicidade e a habilidade de tais controladores na solução da maioria de problemas de controle têm contribuído enormemente para sua grande aceitação. Entretanto, podem não fornecer respostas satisfatórias quando o processo é de alta ordem ou possui elevado tempo de atraso. Em tais casos, uma técnica bastante utilizada é o corretor de Smith. Contudo, tal abordagem não possui características satisfatórias de rejeição de perturbações para processos integradores. É apresentada, nesse trabalho, uma revisão da literatura para métodos de compensação para processos com atraso, bem como para o corretor de Smith (e suas modificações). O foco do trabalho é estendido com a consideração de métodos de compensação para processos integradores e a proposição de uma nova abordagem. O método proposto utiliza controladores PID (ou suas variações) e é baseado na especificação de uma resposta desejada para perturbações. Embora o controle seja projetado para rejeição de perturbações, as respostas relacionadas ao seguimento de referência se mostram muito satisfatórias e podem ser ajustadas de maneira independente. Simulações mostram a simplicidade e maior robustez do método proposto em comparação com outras abordagens tanto no desempenho de acompanhamento quanto na rejeição de perturbações.
Abstract
The compensation of process with time delays has been of interest to academics and pratitioners for several decades. Additionally, proportional integral derivative (PID) controllers are widely used in the process industries. The simplicity and the ability of these controllers to solve most practical control problems have greatly contributed to this wide acceptance. However, they may not provide satisfactory closed loop responses when the process considered is either a high-order plant or a plant with a long dead time. In these cases a powerful technique, the Smith predictor, can be used. However, these regulators cannot reject load disturbance for processes with integration. A review of the literature for compensation methods of process with time delay and Smith predictor (and its modifications) is presented. The focus of the thesis is subsenquently broadened with the consideration of compensation methods for integrating process and the proposition of a new approach. The proposed method for PID (or its variations) controllers is based on the specification of the desired closed loop transfer function for disturbances. Although the approach is designed for disturbance rejection, the set-point responses are usually satisfactory and can be independently tuned. Simulation examples show the simplicity and better robustness of the proposed method over previously published approaches both for the set-point response and for the load disturbance rejection.
Palavras-chave
Compensação de processos, Controle PID, Corretor de Smith, Processos integradores, Process compensation, PID control, Smith predictor, Integrating process
Citação
MAZZINI, Humberto Mendes. Estudo sobre a compensação de processos integradores com atraso e a proposição de uma nova abordagem. 2003. 132 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2003.6
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