Orientador: Mario de Jesus Mendes

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica

Resumo: Nos últimos anos vem-se assistindo ao desenvolvimento de estratégias de controle de processos não-lineares as quais incorporam um modelo do processo na estrutura do controlador. O Controle Preditivo com Modelo Não-linear (NMPC), uma das técnicas de controle avançado de processos...

Resumo: Nos últimos anos vem-se assistindo ao desenvolvimento de estratégias de controle de processos não-lineares as quais incorporam um modelo do processo na estrutura do controlador. O Controle Preditivo com Modelo Não-linear (NMPC), uma das técnicas de controle avançado de processos não-lineares, utiliza o conhecimento da dinâmica do processo (um modelo explícito do mesmo) para determinar os movimentos futuros ótimos da variável manipulada para um dado horizonte de controle, através da minimização sobre um horizonte de predição de uma função objetivo (baseada numa trajetória de saída desejada). O objetivo do controle é garantir que a saída do processo aproxime-se o máximo possível da trajetória a ela imposta. Neste trabalho é feito um estudo por simulação do controle de um tanque de aquecimento em batelada hipotético, cujo modelo é constituído por um sistema de duas equações diferenciais ordinárias não-lineares de balanço de energia, usando a teoria do NMPC. O objetivo básico do trabalho é o de avaliar a influência dos parâmetros de projeto do NMPC sobre o desempenho do controlador. Para se evitar um problema de controle de dimensão muito elevada, as equações do modelo são discretizadas pelo método da Colocação Ortogonal em Elementos Finitos, fazendo-se uso de polinômios ortogonais de Jacobi ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital

Abstract: In the recent years, control strategies of nonlinear processes, which incorporate a model of the process in the controller strategy, are being developed. The Nonlinear Model Predictive Control (NMPC), one of the most advanced control technique, uses the process dynamic (a model) for...

Abstract: In the recent years, control strategies of nonlinear processes, which incorporate a model of the process in the controller strategy, are being developed. The Nonlinear Model Predictive Control (NMPC), one of the most advanced control technique, uses the process dynamic (a model) for determine future movements of the manipulated variable in a control horizon through the minimization in a prediction horizon of the objective function (based on the output desired). The aim of control is to assume that the output of , the process is closer to the imposed trajectory. In this work, it is done a control simulation study of a Batch Heating Tank, whose model contains a system of two differential ordinary nonlinear equations of the energy balance, using NMPC. The aim is to evaluate the influence of the design parameters of NMPC in the performance of the controller. So as to avoid a problem of high dimension, the model equations are discretization by Orthogonal Collocation, using Jacobi polynomials. The system of differential equations becomes algebraic and the optimal control is transformed into a Nonlinear Programming Problem (NLP) with the algebraic equations being part of the equality restrictions. The resulting problem is solved by a strategy which simultaneously solves and optimizes the algebraic model by applying the Successive Quadratic Programming (SQP) ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations