Orientador: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira

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

Resumo: Controladores preditivos com modelo são uma importante classe de controladores que fazem uso de um modelo do processo para realizar os cálculos das ações de controle. Através deste modelo interno, o controlador pode predizer o comportamento das variáveis de saída do processo, para um...

Resumo: Controladores preditivos com modelo são uma importante classe de controladores que fazem uso de um modelo do processo para realizar os cálculos das ações de controle. Através deste modelo interno, o controlador pode predizer o comportamento das variáveis de saída do processo, para um determinado horizonte de tempo no futuro. Baseando-se nestas predições, o controlador calcula a ação de controle necessária para minimizar o erro predito para as saídas do processo através de um método de otimização. Dessa forma o valor ótimo para a variável manipulada é aquele que mantém as variáveis de saída o mais próximo possível de uma trajetória de referência especificada para o horizonte de tempo. Neste trabalho foi implementada a uma coluna de absorção de gases uma das técnicas de controle preditivo. Esta técnica é a Matriz Dinâmica de Controle (DMC). Foi considerado o caso monovariável e sem restrições deste algoritmo de controle para que se pudesse fazer um estudo comparativo entre os desempenhos deste controlador preditivo (DMC) e um controlador convencional por retro-alimentação. A coluna de absorção foi simulada para a situação em que ocorrem perturbações em degrau na composição do gás à entrada da coluna. Foram comparadas as respostas obtidas pelos dois tipos de controladores (PI e DMC ), quando se quer controlar a composição do gás à saída da coluna, mediante a manipulação da vazão de solvente. Comprovou-se, então, a eficiência da estratégia de controle por Matriz Dinâmica através da melhoria no comportamento da variável controlada, em relação à encontrada com o controlador clássico

Abstract: Model Predictive Controllers are part of a very important class of controllers that are based on the use of a process model to calculate the controller action. Through this internal action, the controller can predict the behaviour of the process output variables for a given time horizon....

Abstract: Model Predictive Controllers are part of a very important class of controllers that are based on the use of a process model to calculate the controller action. Through this internal action, the controller can predict the behaviour of the process output variables for a given time horizon. Based on these predictions, the controller computes the controller action required to minimise the predicted error for the process output variables through an optimisation method. The optimum value for the manipulated variable is therefore the one which keeps the process output variables closest to the reference path specified for the time horizon. In the present work, predictive control techniques were applied to a gas absorption column, using the Dynamic Matrix Control (DMC). A single variable case (SISO), without restrictions, was considered so that a comparative study between the performances of the predictive control (DMC) and a conventional feedback controller could be made. The absorber column was simulated for step-wise changes in the inlet gas composition. The results for the control of the gas outlet composition, through changes in solvent flow, were analysed and compared for both the PI and DMC controllers. It was verified that the Dynamic Matrix Control technique provides a more efficient control strategy through an improvement in the behaviour of the controlled variable, when compared to a classical controller