Comparação de desempenho entre controladores IOPI e FOPI em uma planta piloto de vazão industrial.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Moreira, Walter Ernest Müller
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Controle de Processos; FOMCON; FOPI; FOPID; IOPID; Métodos de sintonia para FOPI; PI; PID; Process control; Tuning methods for FOPI, FOMCON
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-04052023-095258/

Este trabalho apresenta uma comparação de desempenho entre controladores de Integer Order PI - IOPI e Fractional Order PI - FOPI em uma planta piloto industrial. Boa parte dos processos industriais utiliza o controlador PID de ordem inteira para o controle de variáveis de processo (PV), e devido à sua robustez e facilidade de implementação, está sendo usado há anos na indústria, ou seja, um controlador consolidado. Esse controlador utiliza três parâmetros para a sintonia: Ganho Proporcional Kc, Ganho Integral (KI) ou Tempo Integral (TI) e Ganho Derivativo (KD) ou Tempo Derivativo (TD). Há métodos consagrados de sintonia para esses parâmetros como Ziegler-Nichols, CHR, Cohen- Coon, 3C, IMC, Síntese Direta, entre outros. Esses métodos fornecem os valores dos parâmetros supracitados. Porém, no controlador fracionário, são utilizados mais dois parâmetros para sintonia, denominados de fatores fracionários e , pertencentes aos termos dos ganhos Integral KI e Derivativo KD, respectivamente. Para sintonizar o controlador FOPID, há também métodos para ajustar os cinco parâmetros, que podem ser classificados como regras de ajuste (o controlador fracionário é sintonizado em função de regras de ajustes e modelo matemático da planta), analíticos (por meio de cálculos e modelo matemático da planta o controlador fracionário pode ser sintonizado) e otimização (a sintonia do controlador fracionário é em função de algoritmos de otimização e do modelo matemático da planta também). Um fato interessante é que em pouco mais de vinte anos de exploração dos controladores fracionários, eles trouxeram resultados significativos de melhora em relação ao IOPID, tanto no modo regulatório como no modo servo, erro de regime estacionário (ess) praticamente nulo e robustez nas mudanças das condições do processo. Esses resultados foram constatados em testes realizados na Planta Piloto de Vazão do Laboratório de Controle e Processos Industriais (LCPI). Considera-se a aplicação do FOPID em plantas industriais como pioneira e inovadora.