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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Uma contribuição ao estudo de controladores robustos
Other Titles: A contribution for studing of robust control
metadata.dc.creator: Silva, Cláudio Homero Ferreira da
metadata.dc.contributor.advisor1: Henrique, Humberto Molinar
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Lopes, Luís Cláudio Oliveira
metadata.dc.contributor.referee1: Souza Junior, Maurício Bezerra de
metadata.dc.contributor.referee2: Sodré, Cristiane Holanda
metadata.dc.description.resumo: O controlador preditivo baseado em modelo (MPC) tem sido aplicado com sucesso na indústria, com especial destaque na indústria petroquímica. A característica básica dos algoritmos preditivos baseados em modelos é a formulação de um problema de otimização, para o cálculo da seqüência de ações de controle que minimizem uma função de desempenho num horizonte temporal com a melhor informação disponível a cada instante, e submetida a restrições de operação e ao modelo da planta. A presença de incertezas no modelo pode resultar em perda de desempenho da planta controlada baseada em controladores com modelo nominal ou até mesmo na instabilidade da malha fechada. A classe de controladores preditivos robustos (RMPC) baseia-se na consideração explícita das incertezas. Este trabalho apresenta dois algoritmos de RMPC. Um algoritmo que adiciona ao problema de controle robusto, com incerteza invariante no tempo na forma de otimização mín-máx, um conjunto de restrições com garantia de estabilidade robusta (RMPC-MMR). E outro algoritmo que desenvolve o RMPC usando desigualdades de matrizes lineares (LMI) e incerteza na forma de politopo (LMI-RMPCR). Os algoritmos são avaliados, através de simulações computacionais, aplicados em diversos sistemas típicos dos processos industriais, comparando-se as respostas dos mesmos com as respostas de controladores clássicos. Foram implementados experimentalmente os algoritmos de controle clássico IHMPC (Infinite Horizon Model Predictive Control) e MPC-RS (Model Predictive Control with Reference System) em uma planta piloto de controle de nível e pH, construída na Unidade Experimental da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Federal de Uberlândia. Os resultados de simulação dos controladores robustos foram avaliados com as repostas de simulação e experimentais dos controladores clássicos implementados na planta. Os resultados indicam a aplicabilidade e as limitações dos controladores propostos.
Abstract: The model based predictive controller (MPC) has been successfully applied in industry, with particular emphasis on the petrochemical industry. The basic feature of MPC algorithms is based on the formulation of an optimization problem, for calculating the sequence of control moves that minimize a performance function in a time horizon with the best information available at every moment, and submitted to restrictions, operation and the plant model. The presence of uncertainties in the model can result in loss of performance of the model based control system or even instability in the closed loop. The class of robust predictive controllers (RMPC) is based on the explicit consideration of uncertainties. This research presents two RMPC algorithms. One of them adds a set of restrictions with robust stability guarantee (RMPC-MMR) to the problem of robust control, with uncertainty in time variant as min-max optimization. And the other develops RMPC using Linear Matrix Inequalities (LMI) and uncertainty as a polytope (LMI-RMPCR). The algorithms are evaluated through computer simulations, and are applied to a range of industrial process typical systems. The responses are compared with the responses of traditional controllers. The classical algorithms IHMPC (Infinite Horizon Model Predictive Control) and MPC-RS (Model Predictive Control with Reference System) are also assessed experimentally by the application in a pilot plant for controlling level and pH, built in the Experimental Unit of the Chemical Engineering College, at Federal University of Uberlândia. The results of RMPC simulation were evaluated with the simulation and experimental responses of the classical controllers implemented in the plant. The results indicate the applicability and limitations of the proposed controllers.
Keywords: Controle de processos
Incerteza
LMI
MPC
RMPC
Process control
Uncertainty
Controle de processo
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: SILVA, Cláudio Homero Ferreira da. A contribution for studing of robust control. 2009. 240 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2009.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15047
Issue Date: 6-Feb-2009
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

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