Controle PID preditivo para plantas com atraso de transporte: estudo de caso em um laminador

Abstract

Os controladores PID (proporcional, integral e derivativo) avançados são controladores compostos de estrutura PID, cujos parâmetros são sintonizados por um dos métodos pertencentes ao controle inteligente, robusto, preditivo, adaptativo, não-linear ou ótimo, sem que se modifique o princípio de atuação desses parâmetros. A proposta desta dissertação é desenvolver e comparar diferentes técnicas de controle PID avançadas aplicadas ao controle, em ambiente de simulação, da espessura de chapas de aço produzidas por um laminador quádruo simples. A motivação deve-se ao fato de ser a laminação a área de maior influência no custo operacional do aço, além do constante esforço dos engenheiros para melhorar o desempenho, a produtividade e a qualidade do produto. No estudo de caso obtém-se a modelagem de uma cadeira de laminação, observando-se as variáveis pertinentes ao controle, bem como a descrição dos principais problemas como o atraso de transporte inerente à medição de espessura e o efeito da excentricidade devida a imperfeição dos cilindros. A dissertação aborda estratégias de controle PID avançados visando melhor o tratamento do atraso de transporte, usando abordagens de controle preditivo generalizado e compensadores PID, apresentando as etapas de desenvolvimento das abordagens avançadas a partir da técnica clássica. As simulações são realizadas para análises do comportamento regulatório da malha de controle, da robustez e da tolerância à excentricidade em regime permanente.