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Título: Sistema supervisório utilizando controle Fuzzy-PID em um processo de fermentação alcoólica
Autor(es): Corrêa, Elton Carlos
Orientador(es): Mendonça, Márcio
Palavras-chave: Sistemas de controle supervisório
Sistemas difusos
Supervisory control systems
Fuzzy Systems
Data do documento: 26-Fev-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Cornelio Procopio
Referência: CORRÊA, Elton Carlos. Sistema supervisório utilizando controle Fuzzy-PID em um processo de fermentação alcoólica. 2015. 60 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2015.
Resumo: O presente trabalho sugere um sistema supervisório para um processo de fermentação alcoólica, utilizando lógica fuzzy. Esse processo é simulado no software MATLAB através de um modelo do fermentador por equações diferenciais, que descrevem o comportamento dinâmico do processo. O mesmo é composto por um tanque de fermentação, uma válvula de entrada Fint e uma válvula de saída Fout, essas válvulas são controladas por controladores Proporcionais Integrais e Derivativos (PID). A pesquisa contém três arquiteturas de controle para a utilização da lógica fuzzy; a primeira e a segunda arquiteturas fazem a supervisão do processo, passando os set-points aos controladores PID, já a terceira arquitetura além de passar os set-points, faz o ajunte on-line do parâmetro KP. Para validação da pesquisa é utilizado duas campanhas de fermentação distintas, aplicadas às três arquiteturas de controle supervisório, e no processo controlado apenas pelos controladores PID. Os resultados das simulações são apresentados em tabelas, com os desempenhos das arquiteturas, e em figuras, que mostram o comportamento dinâmico do processo; as três arquiteturas apresentaram resultados satisfatórios, em relação ao controle clássico PID, proporcionando uma redução da Integral do Valor Absoluto do Erro, do inglês Integral of the Absolute Magnitude of the Error (IAE) para variável controlada, (Produto Fermentado) de até 32% na segunda arquitetura. E finalmente, é feita uma conclusão e sugestões para trabalhos futuros.
Abstract: This work suggests a supervisory system to a fermentation process using fuzzy logic. This process is simulated in MATLAB software through a fermenter model by differential equations, which describe the dynamic behavior of the process. The same is composed of a fermentation tank, Fint inlet valve and an outlet valve Fout, these valves are controlled by controllers, and Proportional Integral Derivative (PID). The study has three control architectures for use of fuzzy logic; the first and second architectures make the supervision of the process, from the set-points to PID controllers, already the third architecture in addition to passing the set- points, is the online assemble the KP parameter. Search for validation is used two different fermentation campaigns, applied to the three architectures of supervisory control, and process controlled by PID controllers only. The simulation results are presented in tables, with the performances of architectures, and figures, which show the dynamic behavior of the process; the three architectures showed satisfactory results with respect to classic PID control, leading to a reduction of the integral of the absolute value error (IAE) for the controlled variable (fermented product) up to 32% in the second architecture. And finally, is made a conclusion and suggestions for future work.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6311
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