projeto de controladores

Capítulo 5 – Projeto dos Controladores

Capitulo 5 – Projeto dos Controladores
Esse Capítulo tem com objetivo apresentar o projeto e a simulação em
Matlab/Simulink dos controladores desenvolvidos na tese. Primeiramente será apresentado o projeto e a simulação do controlador PI com anti-windup para as resistências de aquecimento da RTC. Em seguida serão apresentados os projetos dos controladores LQR e H-infinito para a RTC.

5.1. Projeto do controlador PI das resistências de aquecimento
O sistema de geração de água quente da RTC do laboratório utiliza resistências (R1 e R2) blindadas de 5kW de potência para cada linha, permitindo ao sistema atingir valores de temperatura da água de aproximadamente 70ºC. Como característica do projeto da RTC, existe um reciclo da água que deixa cada trocador de calor e que retorna para o tanque de aquecimento. Percebeu-se que, independentemente de qual variável de processo fosse alterada, o comportamento das variáveis de saída sempre apresentava uma resposta de primeira ordem. Essa variação ocorreu justamente em razão deste reciclo, onde a temperatura de saída quente (THOUT) passa a influenciar o valor da temperatura de entrada (THIN) por causa justamente do tanque de aquecimento e do reciclo.
Um sistema de aquecimento sem a utilização do reciclo poderia ter sido desenvolvido, porém exigiria uma quantidade maior de energia elétrica para aquecer a água a uma temperatura aceitável para os ensaios, com a vazão fornecida pelas bombas instaladas nas linhas quentes.
A redução dos efeitos do reciclo foi obtida utilizando um controlador PI com anti-windup, com o objetivo de manter estável a temperatura de entrada quente manipulando a potência da resistência de aquecimento. Dessa forma, o sistema passa a operar com as temperaturas de entrada quente praticamente constantes, mesmo com a presença de distúrbios.
Utilizando o procedimento clássico, onde a partir de uma resposta degrau na dissipação de potência na