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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/63932| Tipo: | Tese |
| Título : | Regras de sintonia para compensadores de tempo morto |
| Autor : | Rodrigues, Rejane Cavalcante Sá |
| Tutor: | Torrico, Bismark Claure |
| Co-asesor: | Nogueira, Fabrício Gonzalez |
| Palabras clave : | Sistemas com atraso de tempo;Compensadores de tempo morto;Tempo de amostragem;Robustez;Processo instável |
| Fecha de publicación : | 2021 |
| Citación : | RODRIGUES, Rejane Cavalcante Sá. Regras de sintonia para compensadores de tempo morto. 2021. 108 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Fortaleza, 2021. |
| Resumen en portugués brasileño: | Este trabalho propõe uma regra de ajuste robusto de um controlador baseado no preditor de Smith para processos instáveis com atraso em malha aberta. O atraso de transporte é amplamente encontrado nos processos industriais relacionados ao movimento de materiais ou energia. Entretanto, se o controlador não for projetado levando em consideração o atraso, pode causar comportamento indesejável ou não ser robusto. Uma solução para melhorar o problema consiste em usar compensadores de tempo-morto, mas apesar de muitos avanços no campo dos compensadores para processos instáveis com tempo morto, o ajuste, em geral, é realizado somente para casos particulares. A estratégia proposta realiza o cálculo de um compensador de tempo morto robusto a partir das especificações do tempo morto, máxima incerteza do atraso e constante de tempo de malha fechada desejada. Para definir e validar a regra foram realizadas diversas simulações dentro de uma região desejada. Além disso, como a implementação prática é geralmente realizada no domínio do tempo discreto, é proposto um método para escolher o tempo de amostragem para processos instáveis de primeira ordem com tempo morto. Este método permite a obtenção do máximo tempo de amostragem sem alterar significativamente a robustez e o desempenho do sistema. Quatro exemplos da literatura são usados nas simulações para mostrar as vantagens do método proposto. Através da estratégia proposta foi possível encontrar resultados melhores ou equivalentes comparados a trabalhos correlacionados. Ainda, foi possível usar tempos de amostragem até dez vezes maiores sem comprometer o desempenho. Ao final, é apresentado um experimento prático onde o objetivo é o controle da posição de um pêndulo impulsionado por uma hélice motorizada. A retroalimentação do processo é garantida através do processamento de imagens de uma câmera, por meio de um microprocessador, que por sua vez se comunica por uma rede Wi-Fi. Os atrasos inerentes da comunicação e processamento justificam a inserção do controlador proposto aqui. Como resultado, o algoritmo de controle manteve o desempenho robusto esperado, contornando as incertezas devido à aproximação do modelo. |
| Abstract: | This work proposes a robust tuning rule of a controller based on Smith predictor for unstable delayed open-loop processes. Transport delay is widely found in industrial processes relied on the movement of materials or energy. However, if the controller is not designed correctly, it may cause undesirable behavior or may not be robust. As a solution to improve the problem is to use dead-time compensators. Nevertheless, despite many advances in the field of compensators for unstable processes with dead time, the adjustment, in general, is performed only for particular cases. The proposed strategy computes a robust dead-time compensator from specifications of dead time, maximum delay uncertainty and aimed closed-loop time constant. In order to define and validate the rule, several simulations were carried out within a desired region. In addition, since practical implementation is always in the discrete time domain, a method is presented for choosing the sampling time of unstable first-order processes with dead time. This method allows obtaining the maximum sampling time without significantly changing the robustness and performance of the system. Four examples from the literature are used in simulations to show the advantages of the proposed method. Through the proposed strategy, it was possible to find better or equivalent results compared to correlated works. Furthermore, it was possible to use sampling times up to ten times longer without compromising performance. At the end, a practical experiment is presented where the objective is to control the position of a pendulum driven by a motorized propeller. Process feedback is ensured through the image processing from a camera, through a microprocessor which communicates over a Wi-Fi network. The inherent delays in communication and computing time justify the insertion of the controller proposed here. As a result, the control algorithm maintained the expected robust performance, bypassing the uncertainties due to the model’s approximation. |
| URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/63932 |
| Aparece en las colecciones: | DEEL - Teses defendidas na UFC |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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