Desenvolvimento de um Controlador Linear por Partes com Ação Proporcional e Integral para Controlar um Processo com Comportamento Não Linear.

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto, desenvolvimento, simulação computacional e a realização experimental de um controlador linear por partes (piecewise) com ação proporcional e integral (PI) aplicado no controle de um processo dinâmico com comportamento não linear. Os resultados obtidos serão comparados com dados oriundos de simulações numéricas e ensaios práticos que estão associados com a utilização de um controlador convencional. Como processo será considerado um sistema de nível típico utilizado em algumas plantas industriais, cujo comportamento típico apresenta uma característica não linear. Para a parte experimental deste trabalho será utilizado um processo em escala reduzida, e neste contexto serão utilizados conceitos básicos relacionados com modelagem e identificação de sistemas dinâmicos. O objetivo será de se obter modelos adequados para os procedimentos de projeto que serão considerados neste trabalho. É conhecido que os controladores com ações proporcionais e integrais são frequentemente utilizados em malhas de controle de processos industriais devido ao bom desempenho apresentado e simplicidade nas realizações práticas dos algoritmos de controle associados. Entretanto, controladores convencionais podem não atuar adequadamente quando se considera valores operacionais distintos. E, neste contexto, a aplicação de controladores lineares por partes constitui-se uma alternativa adequada para o controle de processos com características não lineares. Na maioria dos artigos que abordam sistemas de controle lineares por partes, as representações matemáticas correspondentes usualmente empregam modelos em variáveis de estado, e as leis de controle associadas são expressas via técnicas de retroação de estados. Neste trabalho pretende-se utilizar leis de controle diretamente associadas com ações proporcionais e integrais relacionadas com realimentação de saída, e não necessariamente com retroação de estados. Como resultado esperado pretende-se obter uma metodologia de projeto sistemática para controladores com ações proporcionais e integrais que utilizem informações típicas de realimentação de saída dos processos a serem controlados, e que o desempenho resultante seja melhor do que o obtido com a utilização de controladores convencionais.