Estudo e projeto de estratégias de controle para aplicação em uma bancada de ensaio que apresenta atraso de transporte

Abstract

Ensaio é um procedimento experimental de avaliação de características de um produto ou processo. No caso de compressores de refrigeração, uma grande variedade de ensaios é realizada, tanto para desenvolvimento quanto para controle de qualidade. Dentre esses, merece especial atenção o ensaio de desempenho energético, que tem como objetivo determinar capacidade de refrigeração, potência ativa consumida, eficiência isentrópica e coeficiente de performance do compressor. Tais grandezas são as principais informações requeridas por clientes e servem como indicadores fundamentais para o desenvolvimento de novos produtos. Apesar de envolverem uma infra-estrutura de custo bastante elevado, tais ensaios são demorados e geralmente não apresentam alto grau de automação. Este trabalho é parte de um projeto maior, que tem três grandes objetivos: reduzir os tempos de ensaios de compressores, aumentar o nível de automação das bancadas de ensaio e reduzir as incertezas de medição. Sua grande contribuição foi criar ferramentas para melhorar o controle de variáveis críticas, o que contribui de forma direta para as três linhas principais do projeto. Tratou-se mais especificamente de um problema bastante crítico sob os aspectos de tempo demandado para acomodação e de relevância na incerteza de medição do ensaio, que é o controle da temperatura de saída do calorímetro empregado pela bancada de ensaio. Além de ser essencial sob o ponto de vista de aplicação no meio industrial, o estudo realizado apresenta resultados experimentais da aplicação de técnicas de controle preditivo que geralmente são analisadas somente através de simulação. No decorrer do trabalho são abordados aspectos de identificação do modelo, assim como projeto, implementação e análise de robustez dos controladores propostos. Os resultados experimentais de malha fechada foram bastante expressivos e demonstraram o bom desempenho dos controladores implementados, o que levou a ganhos no tempo do ensaio e na incerteza dos resultados medidos.