Disciplina Curricular
Controlo Avançado de Processos CAP
Mestrado Integrado em Engenharia Química - MEQ 2006
Contextos
Grupo: MEQ 2006 > 2º Ciclo > Opções > Minors > Engenharia de Processos e Sistemas
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
O principal objectivo desta unidade curricular é transmitir aos alunos conceitos e técnicas avançadas de modelação e simulação dinâmica de sistemas, controlo multivariável e controlo preditivo baseado em modelos (MPC), que constituem as bases para o projecto e implementação de sistemas de controlo avançado em processos industriais. No final do curso os alunos deverão ser capazes de identificar oportunidades para o uso de técnicas de controlo avançado baseadas em modelos, bem como desenvolver um sistema de controlo avançado para um problema típico industrial, e avaliar o seu desempenho e robustez.
Programa
O programa desta unidade curricular parte do pressuposto que os alunos que a irão frequentar já tenham tido aprovação na unidade curricular de Dinâmica de Sistemas e Controlo de Processos do 3º ano do Mestrado Integrado em Engenharia Química ou numa unidade curricular equivalente de outro curso. O programa proposto inclui os seguintes tópicos principais: 1. Introdução. Incentivos para o controlo de processos industriais multivariáveis e objectivos de controlo. Exemplos. Revisão de técnicas clássicas de controlo utilizando a aplicação MATLAB®/Simulink e a toolbox Control Systems Toolbox. 2. Modelos dinâmicos de sistemas contínuos no tempo: não lineares e lineares. Representações de modelos lineares: espaço de estados e funções de transferência. Conversão entre diferentes tipos de modelos no MATLABâ. Identificação de modelos de sistemas baseados em dados reais. 3. Revisão do projecto de sistemas de controlo convencional PID por realimentação: análise de estabilidade; estrutura de controlo pelo método de síntese directa e pelo método do controlador com Modelo Interno (IMC); desenho de sistemas de controlo baseados na análise das respostas às frequências. 4. Melhorias no controlo convencional PID: controlo em cascata, controlo directo (feedforward), controlo de razão, e controlo inferencial. 5. Sistemas de controlo em aneis múltiplos e multivariável (MIMO). Emparelhamentos de variáveis manipuladas e controladas em anéis múltiplos SISO em estado estacionário. Factores dinâmicos na selecção da configuração de controlo e sensibilidade a perturbações. Sintonização de controladores descentralizados. Desacopladores. 6. Modelos dinâmicos discretos no tempo. Transformada-Z. Utilização do MATLABâ para discretizar sistemas contínuos no tempo. Introdução aos sistemas de controlo digital. Controlador PID digital. 7. Técnicas de controlo preditivo baseado em modelos (MPC) para sistemas SISO e MIMO. Controlador DMC – Dynamic Matrix Control.
Metodologia de avaliação
A avaliação de conhecimentos inclui: realização de um mini-projecto individual ou em grupos de 2 alunos com avaliação contínua ao longo do semestre (65%), um teste individual realizado em aula na aplicação MATLAB/Simulink (20%), e uma apresentação oral final do trabalho na forma de um seminário de 20 minutos + 15 minutos de discussão (15%).