Dissertação

Development of a nonlinear model predictive control application: Implementation on a Paracetamol Batch Crystallization Process EVALUATED

A presente tese descreve a implementação de uma aplicação de controlo não-linear preditiva num modelo batch de cristalização de paracetamol. Esta estratégia de controlo consiste em usar o modelo matemático de um sistema e as suas medidas atuais para prever o trajeto futuro das suas variáveis controladas. O controlador prevê o trajeto futuro através de uma rotina de optimização, ao minimizar a diferença entre o valor atual das suas variáveis controladas e o intervalo de valores desejado para as mesmas. O controlador foi testado num digital-twin do modelo, que consiste na implementação em tempo real do controlador no processo. Os testes consistiram em submeter diferentes cenários ao controlador de modo a verificar se este era ou não capaz de dirigir as variáveis controladas para os intervalos desejados, satisfazendo, assim, os objetivos de controlo. Cenários incluíram rejeição de perturbações (mudança o valor da variável de perturbação, frequência do rotor), ruído (adição de ruído a uma das variáveis medidas) e a não correspondência do modelo com a realidade (alteração de um parâmetro cinético, ordem de supersaturação). O controlador foi capaz de guiar as variáveis controladas para os seus limites desejados para a maior parte dos casos testados, obtendo, também, trajectórias mais rápidas que em cadeia aberta. Cumprir os objectivos de controlo mais rapidamente é uma vantagem dado que pode traduzir em operações batch mais breves, poupando assim tempo. De um modo geral, o controlador apresentou resultados satisfatórios, mostrando a hipótese de um futuro promissor para esta estratégia de controlo menos implementada industrialmente.
Controlo Não-Linear Preditivo, Cristalização Batch, Digital-twin, Optimização

outubro 15, 2019, 16:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Carla Isabel Costa Pinheiro

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Dr. Frances Pereira

PSE

Doutor