Contribuições ao controle de sistemas monovariáveis e multivariáveis com atraso de transporte

Abstract

Este trabalho apresenta três contribuições ao controle de sistemas com atraso de transporte: uma estratégia unificada para evitar windup de controladores que realizam compensação de atraso, uma modelagem do problema de controle preditivo por variáveis de estado que permite acelerar o tempo necessário para obtenção da ação de controle a cada período de amostragem e a generalização de uma estrutura baseada no preditor Smith para sistemas multivariáveis capaz de tratar tanto sistemas estáveis quanto instáveis com múltiplos atrasos. Como o assunto é bastante abrangente, o trabalho foca nas duas últimas contribuições e os avanços na primeira linha são apresentados na forma de apêndice. Todos os resultados foram comprovados através de simulação em processos industriais extraídos da literatura e também através de estudos de caso experimentais realizados em uma bancada para avaliação de desempenho energético de compressores de refrigeração. A técnica de cômputo rápido do sinal de controle proposta neste trabalho foi capaz de reduzir o tempo demandado em até quatro ordens de grandeza quando comparada com os resultados apresentados até então na literatura para essa classe de controladores. No caso da generalização multivariável da estrutura baseada no preditor de Smith, os resultados mostraram-se tão bons quanto os atingidos por técnicas ótimas de controle para o caso nominal.