Desenvolvimento de um controlador preditivo estocástico para processos da indústria química.

Abstract

The success of Model Predictive Control (MPC) strategies in industrial and academic environments in the last decades has been remarkable. However, there are many open questions in the area, especially when the simplifying hypothesis of perfect model is dropped. The explicit consideration of uncertainties lead to important progresses in the area of robust control, but it still exhibits a few drawbacks: high computational load and over conservative behavior are issues that may have hindered the application of robust strategies in practice. The approach of Stochastic Model Predictive Control (SMPC) aims at the reduction of conservativeness due to the incorporation of statistical information about noise. Since processes in chemical industry are always subject to disturbances, resulting from model-plant mismatch or from unmeasured disturbances, this technique is an interesting alternative for future control algorithms. The main objective of this thesis is the development of SMPC algorithms that take into account some of the specificities of such processes, which have not been adequately handled in the literature so far. The most important contribution is the inclusion of integral action in the controller through a velocity description of the model. Besides, hard input constraintsassociated with safety or physical limitsand probabilistic state constraintsusually derived from product specification-are also included in the formulation. Two approaches were followed in this work, the first is more direct and the second provides closed-loop stability guarantee at the price of increased conservativeness. Another interesting feature that is developed in this thesis is the zone control of systems subject to disturbances. This form of control is often present in industrial arrays due to the lack of degrees of freedom, and the proposed approach is the first to merge zone control and SMPC. Different simulations of all proposed controllers and comparison to literature benchmarks are provided to show the application potential of the developed techniques.

Desenvolvimento, implementação e avaliação de desempenho de um controlador adaptativo do tipo self-tuning regulator aplicado a um processo FCC

“…As variáveis manipuladas e controladas do processo de craqueamento foram escolhidas baseadas nos estudos realizados por Moro (1992), nas simulações realizadas no…”

“…O controlador DMC apenas teve sua estruturação e incorporação concluída no início do presente trabalho. A estrutura implementada segue a proposta por Moro (1992). Na Secção 6.1 pode-se observar a comparação entre esses três esquemas de controle.…”

“…O controlador DMC utilizado para estudos de comparação com o controlador MPC-RNA desenvolvido em Ribeiro (2007), foi proposto por Moro (1992).…”

“…O Desenvolvimento do simulador FCCGUI iniciou-se a partir de um código legado disponível no LOPCA e desenvolvido por Moro (1992). Esse código apresentava-se em linguagem FORTRAN e era operado em modo texto com algumas entradas e saídas de dados em arquivos.…”

“…Na secção de regeneração ocorre a queima do coque com a consequente reativação do catalisador e geração de energia, que será utilizada na secção de reação. É extremamente importante a existência de um controle que permita balancear termicamente o sistema, ou seja, que faça com que o calor gerado na combustão seja igual ao necessário para o craqueamento e que as temperaturas sejam mantidas dentro dos limites considerados adequados (MORO, 1992)…”