O MPC (Controle Preditivo Baseado em Modelo) foi criado nos anos 70, e tem se desenvolvido desde de então. O termo Modelo de Controle Preditivo não designa uma estratégia de controle específico, mas um amplo conjunto de mátodos de controle que faz um uso explícito do modelo do processo para obter o sianl de controle através da minimização de uma função objetivo. Estes Métodos são direcionados à controladores lineares os quais tem praticamente a mesma estrutura e, presente, um grau de liberdade adequado. As idéias semelhante em maior ou menor grau em toda família de controladores preditivos são basicamente:

-Uso explícito de um modelo para prever a saída do processo em instante de tempo futuros;

-Cálculo de uma sequência de controle minimizando uma função objetivo;

-A cada instante o horizonte é amostrado na direção futura, envolvendo a aplicação do primeiro sianl de controle da sequência de sinais de controle a cada passo;

Inicialmente iniciou-se uma pesquisa bibliográfica no sentido de obter esclarecimentos quanto ao assunto. Dessa maneira obtivemos a sequintes obras:

-J.V Salvedo, M. Martinez, J.M. Herre and C. Ramos, Computer implementation os Rosen Algorithm; application to control ingineering, Department of Systems Engineering and Control, Universidade Politécnica de Valencia

-M.Martínez y J. V. Salcedo, Algoritmo de Optimizacion del Gradiente Proyectado de Rosen, Dep de Ingenieria de Sistemas y AutomáticaUniversidade Politécnica de Valencia

-Eduardo F. Camacha and Carlos Borbons, Model Preditivo Control

-Postilas do Professor André Laurindo Maitellli e Adhemar de Barros Fontes, Controle Preditivo

A simulação foi feita em um sistema de tanques, que consiste em dois tanques interconectados. Esse sistema tem seus valores numéricos de entrada correspondente a um valor de tensão na bomba, e a saída é igual ao nível L1 de água em um tanque 1. Foi criado um gráfico de resposta uma planta controlada com PID e uma planta controlada do um GPC. Em função do tempo com intervalo de amostragem de 0,2segundos. O PID foi projetado com os parâmetros de Td=1,8954. Ti=7,5816 e Kc=1 O GPC foi projetado para k=3 passos a frente com retardo natural nulo de d=0, N1=1 e N=Nu=3. A diferença entre elas é que todos os valores do algoritmo do GPC estão sendo calculados pelo método, enquanto, o PID foi imposição, de limites não calculados. No caso dessa planta especificamente a instabilidade não ocorre, mas poderia acontecer, já que os valores calculados para o PID não estão sendo todos aplicados.Os valores oscilatório de resposta, possivemente ocorrem devido à introdução de pólos naturalmente no sistema.

A implementação do MPC na industria não é um tema muito trivial e é certamente muito mais difícil do que os clássicos esquemas de controladores baseado no PID. Uma aplicação do MPC requer muitos custos, consumo de tempo e requer pessoal com um melhor treinamento em controle do que implemtações de esquemas clássico. Para começar, um modelo do processo deve ser encotrado, e isto requer uma quantidade significativa de testes de plantas, o qual em muitos casos implica fazer um lenvantamento das condições normais de operação. Sua vantagem fica evidente no tocante a redução de custos ou aumento da produção, sendo uma das maiores vantagens desta técnica usada na industria. A razão para este sucesso depende de aplicações particulares, mas são reladas como a habilidade do MPC : a otimização da função custo e tratamento de restrições.

Instituição de fomento: Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Trabalho de Iniciação Científica