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Projeto de controlador cascata

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Um engenheiro de controle desejava implementar um sistema de controle cascata em um dos processos pelos quais era responsável visto os vários benefícios agregados pelo controle em cascata em comparação com o controle feedback simples.

Sendo assim, o engenheiro estudou o processo que desejava aplicar o controle em cascata e definiu a variável primária e secundária que seriam usadas.

O próximo passo seria sintonizar os dois controladores, para isso, ele introduziu um degrau unitário no elemento final de controle e registrou a resposta da variável primária e da variável secundária que ele havia escolhido. Com esse registro das respostas ao longo do tempo, ele conseguiu traçar o modelo FOPDT (primeira ordem mais tempo morto) das respostas:

G p 2 = 1,2 1,3 s + 1 e - 0,5 s

G p 1 = 2,0 s + 1 e - 0,8 s

Ao chegar nessa etapa ele notou que não seria possível implementar o controle cascata da forma que ele havia determinado. Explique o motivo e dê uma sugestão do que poderia ser feito.

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Como queria implementar uma malha em cascata para controlar a temperatura de um reator, um engenheiro de controle precisava decidir qual variável intermediária seria mais adequada para usar como variável secudária na malha.

Para isso ele fez o teste de ralé (inserção de um degrau e monitoramento da resposta) na variável primária e nas duas variáveis candidadatas a se tornarem a variável secundária.

Para a variável primária, foi obtida seguinte curva de reação:

Para a a primeira variável intermediária testada, a curva de resposta é dada abaixo:

Já para a segunda opção de variável secunária, o gráfico da resposta de reação é dado abaixo:

Indique e justifique qual é a melhor opção de escolha para a variável secunária: a primeira ou a segunda opção?

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Após a introdução de um degrau unitário no elemento final de controle numa malha em cascata, os gráficos de curva de reação para a variável primária e secundária foram registrados e estão mostrados abaixo, respectivamente:

Faça a sintonização dos controladores em casacada. Utilize as correlações de Ziegler-Nichols para o controlador secundário e de Austin e Lopez para o controlador primário. Suponha que o controlador secundário seja do tipo P e o primário é do tipo PI.

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Após a introdução de um degrau unitário no elemento final de controle numa malha em cascata, os gráficos de curva de reação para a variável primária e secundária foram registrados e estão mostrados abaixo, respectivamente:

Faça a sintonização dos controladores em casacada. Utilize as correlações de Ziegler-Nichols para o controlador secundário e de Austin e Lopez para o controlador primário. Suponha que o controlador secundário seja do tipo PI e o primário é do tipo PID.

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Após a introdução de um degrau unitário no elemento final de controle numa malha em cascata, os comportamentos da variável secundária e as variável primária foram registrados e foi possível aproximar as funções de transferência da malha secundária e primária a um modelo FOPDT como mostrado abaixo:

G p 2 = 2 1,7 s + 1 e - 0,2 s

G p 1 = 1,2 3,3 s + 1 e - 0,7 s

Sintonize ambos os controladores do sistema em cascata utilizando as correlações de Ziegler-Nichols para a malha secundária e de Austin e Lopez para a malha primária. Suponha um controlador P secundário e um PI primário

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Após a introdução de um degrau unitário no elemento final de controle numa malha em cascata, os comportamentos da variável secundária e as variável primária foram registrados e estão mostrados abaixo respectivamente.

Sintonize ambos os controladores da malha cascata utilizando as correlações de Ziegler-Nichols para a malha secundária e de Austin e Lopez para a malha primária. Suponha um controlador PI secundário e um PID primário

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Deseja-se sintonizar uma malha em cascata em dois níveis. Para obter os parâmetros de sintonização, introduziu-se um degrau unitário no elemento final de controle e registrou-se as resposta da variável secundária e primária. Após análise das curvas de reação, pode-se deduzir os seguinte modelos FOPDT (primeira ordem mais tempo morto) para as variáveis secundárias e primárias respectivamente:

G p 2 = 1 0,4 s + 1 e - 0,3 s

G p 1 = 1,3 2,1 s + 1 e - 0,5 s

Sintonize ambos os controladores do sistema em cascata utilizando as correlações de Cohen-Coon para a malha secundária e de Austin e Lopez para a malha primária. Suponha que ambos os controladores sejam do tipo PI.

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Após a introdução de um degrau unitário no elemento final de controle numa malha em cascata, os comportamentos da variável secundária e as variável primária foram registrados e foi possível aproximar as funções de transferência da malha secundária e primária a um modelo FOPDT como mostrado abaixo:

G p 2 = 0,8 s + 1 e - 0,25 s

G p 1 = 1,9 1,5 s + 1 e - 0 , 4 s

Sintonize ambos os controladores do sistema, sendo o secundário um controlador P e o primário um controlador PID, utilizando as correlações de Ziegler-Nichols para a malha secundária e de Austin e Lopez para a malha primária.

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