Identificação e controle de sistemas de ordem fracionária, estudo de caso aplicada a um sistema térmico

Campos, Michel Wanderson de Souza; http://lattes.cnpq.br/7511468556531339

Dissertação

Identificação e controle de sistemas de ordem fracionária, estudo de caso aplicada a um sistema térmico

A necessidade de se modelar a natureza sempre foi um grande desafio ao homem. Descrever fenômenos naturais em modelos matemáticos tem sido desafiador ao longo da história na área de identificação de sistemas. Atualmente, há uma infinidade de métodos e regras a serem seguidas quando se trata de siste...

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Autor principal:	Campos, Michel Wanderson de Souza
Outros Autores:	http://lattes.cnpq.br/7511468556531339
Grau:	Dissertação
Idioma:	por
Publicado em:	Universidade Federal do Amazonas 2021
Assuntos:	Sistemas de ordem fracionária Planta térmica Identificação fracionária Função de Mittag-Leffler Mínimos Quadrados Não-Recursivo ENGENHARIAS Identificação fracionária Modelo fracionário a três termos Planta térmica Mínimos quadrados Controlador fracionário
Acesso em linha:	https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8230

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spelling	oai:https:--tede.ufam.edu.br-handle-:tede-82302021-04-23T05:03:54Z Identificação e controle de sistemas de ordem fracionária, estudo de caso aplicada a um sistema térmico Fractional Identification and Control of a Thermal system Identificación y control de sistemas de orden fraccionario, caso de estudio aplicado a un sistema térmico Campos, Michel Wanderson de Souza Ayres Júnior, Florindo Antonio de Carvalho http://lattes.cnpq.br/7511468556531339 http://lattes.cnpq.br/1919442364965261 Chaves Filho, João Edgar http://lattes.cnpq.br/2956430211742934 Lenzi, Marcelo Kaminski http://lattes.cnpq.br/8471869055654497 Sistemas de ordem fracionária Planta térmica Identificação fracionária Função de Mittag-Leffler Mínimos Quadrados Não-Recursivo ENGENHARIAS Identificação fracionária Modelo fracionário a três termos Planta térmica Mínimos quadrados Controlador fracionário A necessidade de se modelar a natureza sempre foi um grande desafio ao homem. Descrever fenômenos naturais em modelos matemáticos tem sido desafiador ao longo da história na área de identificação de sistemas. Atualmente, há uma infinidade de métodos e regras a serem seguidas quando se trata de sistemas reais como sistemas térmicos, dentre outros. Tendo como principal objetivo o de obter o controle sob o sistema identificado, modificando seu comportamento de forma eficiente, com menor custo e intervenção humana possível. Contudo, não é possível identificar um sistema com 100%de precisão, o que se consegue é um modelo aproximado da dinâmica estudada. Neste trabalho, são investigados métodos de identificação baseados em cálculo fracionário aplicados à sistemas de ordem fracionária. A planta térmica estudada é composta por uma lâmpada ultravioleta de 250 Watts acionada por um dimmer que é controlado por meio de um microcontrolador. Os dados obtidos em uma faixa de potência são coletados em malha aberta no domínio do tempo. Com os dados armazenados, a planta é identificada segundo o modelo de mínimos quadrados não recursivos ou batelada, na qual se pesquisa um ajuste da curva de resposta da planta minimizando uma função de erro médio quadrático. Após a identificação do sistema, um controlador do tipo PIμDλ é proposto para o controle uma magnitude de 25 Watts no intervalo de potência de [50, 200]Watts. Como resultado, obteve-se um bom desempenho do controlador, confirmando a eficiência da identificação do sistema estudado. The need to model nature has always been a great challenge to man. Describing natural phenomena in mathematical models has been challenging throughout history in the area of systems identification. Currently, there is a multitude of methods and rules to be followed when it comes to real systems such as thermal systems, among others. Having as main objective the one of obtaining the control under the identified system, modifying their behavior efficiently, with the lowest cost and possibly human intervention. However, it is not possible to identify a system with 100% accuracy, what is achieved is an approximate model of the studied dynamics. In this work, identification methods based on fractional calculations applied to fractional-order systems are investigated. The thermal plant studied is composed of a 250 Watt ultraviolet lamp driven by a dimmer that is controlled through a microcontroller. The data obtained in a power range are collected in an open loop in the time domain. With the stored data, the plant is identified according to the non-recursive or batch least-squares model, offline mode, in which an adjustment of the plant’s response curve is investigated, minimizing by mean quadratic error function. After identifying the system, a controller of the typePIμDλisproposed for the control in all power ranges from 10% in the range of 20% to 80%. As result, good performance of the controller was obtained, proving the efficiency of the identification of the studied system. 2021-04-22T20:23:23Z 2020-12-23 Dissertação CAMPOS, Michel Wanderson de Souza. Identificação e controle de sistemas de ordem fracionária, estudo de caso aplicada a um sistema térmico. 2020. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8230 por Acesso Aberto http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/ application/pdf Universidade Federal do Amazonas Faculdade de Tecnologia Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
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