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Controle antecipatório (Feedforward)

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É desejado reduzir a concentração de CO2 no gás de combustão de uma caldeira a carvão, de maneira a reduzir a emissão de gases de efeito estufa. O gás de combustão efluente é mandado para um absorvedor a amônia, onde a maioria do CO2 é absorvido numa solução líquida de amônia como mostrado na figura abaixo. Um sistema de controle de alimentação será usado para controlar concentração de CO2 na corrente de gás de combustão que deixa o absorvedor ( C C O 2 ) que não é possível ser medida. A vazão de entrada da solução de amônia que entra no absorvedor ( Q A ) pode ser manipulada através de uma válvula de controle. A entrada de gás de combustão ( Q F ) é uma variável distúrbio medida.

Desenhe um diagrama de blocos do sistema de controle feedforward.

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Cite as principais vantagens e desvantagens do sistema de controle de alimentação (feedforward).

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Um tanque de volume constante é aquecido por um fluido que passa em uma camisa. Deseja-se manipular a temperatura de saída do tanque. Proponha dois modelos de sistemas feedforward possíveis para que se fasse esse controle. Represente o sistema escolhido no diagrama do tanque:

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É desejado instalar um sistema de controle feedforward. Nesse sistema, tem-se as seguintes funções de transferência para o processo, o distúrbio medido, o sensor/transmissor e a válula que serão utilizados:

G p s = 2 e - 5 s ( s + 7 )

G D s = 1 ( s 2 + 5 s + 1 ) ( s + 0,3 )

H D s = 10 s + 1

G V = 1

Determine se é possível a implementação do sistema de controle feedforward nesse sistema.

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É desejado instalar um sistema de controle feedforward. Nesse sistema, tem-se as seguintes funções de transferência para o processo, o distúrbio medido, o sensor/transmissor e a válula que serão utilizados:

G p s = 1 ( s + 1 ) ( s + 0,5 )

G D s = 1 ( 2 s 2 + s + 1 0 )

H D s = 5 s + 2

G V = 2

Determine se é possível a implementação do sistema de controle feedforward nesse sistema.

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Para o sistema de reserva de líquido mostrado na figura abaixo o objetivo do sistema de controle é regular o nível de líquido h 2 apesar dos distúrbios das vazões q 1 e q 4 . A taxa de vazão q 2 pode ser manipulada

  1. Desenhe um diagrama de blocos para um sistema de controle feedforward para o caso em que q 4 pode ser medida e as variações em q 1 podem ser negligencidas.
  2. Desenhe um diagrama de blocos para um sistema de controle feedforward para o caso em que q 1 pode ser medida e as variações em q 4 podem ser negligencidas.

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Quais das situações abaixo descreve um sistema de controle antecipatório?

  1. Ao desejar controlar a temperatura de saída da corrente de topo de um reator, mede-se essa temperatura e manipula-se a corrente do reagente limitante.
  2. Para que a quantidade de CO2 emitidos por uma caldeira industrial não seja muito elevada, mede-se a vazão de combustível que entra na caldeira e manipula-se a entrada de oxigênio.
  3. O Dexter gosta de tomar banho bem quente. Para isso, ele controla a temperatura da água abrindo e fechando o registro.

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Projete um controlador para uma malha feedforward que tem as seguintes funções de transferência:

G p s = 2 s + 1

G D s = s + 1 ( s 2 + 3 s + 1 ) s + 5

H D s = 5

G V = 1

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