Síntese de controladores multivariáveis baseados em controle por modelo interno e otimização evolucionária multiobjetivo
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Data
2019
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São
João del-Rei
Resumo
Os processos industriais, frequentemente, possuem plantas com múltiplas entradas e múltiplas saídas com atrasos no tempo em suas malhas, o que dificulta a realização do controle. Os controladores PID, que a despeito dos avanços nos sistemas de controle digital, são majoritários no ambiente industrial, necessitam do ajuste de três parâmetros: o ganho proporcional, o tempo derivativo e o tempo integral. Com a estrutura de controle por modelo interno, porém, é possível obter controladores PID ou PI sintonizando apenas um parâmetro por malha de controle. Nesse contexto, essa dissertação apresenta uma forma de projeto simples e eficiente de controladores PI, com desacoplador, baseado no controle por modelo interno e em otimização multiobjetivo. Inicialmente, é projetado um desacoplador, utilizando o método Evolução Diferencial para minimizar a diferença entre as respostas transitórias da matriz de transferência diagonal especificada e o sistema desacoplado. A partir do sistema desacoplado, são utilizadas as regras de sintonia IMC para gerar os controladores PI (IMC-PI). É proposto nesse trabalho a aplicação do algoritmo Evolução Diferencial para Otimização Multiobjetivo para determinação dos parâmetros dos controladores IMC-PI, o que torna possível a obtenção de um grupo de soluções eficientes com diferentes compromissos entre o rastreamento da referência e o esforço de controle. Para mostrar a eficácia da metodologia abordada, os controladores IMC-PI propostos são aplicados em três exemplos ilustrativos de sistemas com forte acoplamento, sendo dois deles com elementos de atraso em suas malhas.
Descrição
Palavras-chave
Controle de processo, Controladores PID, Programação evolutiva (Computação), Otimização matemática