Sba: Controle & Automação Sociedade Brasileira de Automatica, Volume: 16, Issue: 4, Published: 2005
  • Comportamentos dinâmicos em um reator industrial de polimerização em fase gasosa Modelagem De Sistemas

    Salau, Nina Paula Gonçalves; Secchi, Argimiro Resende; Trierweiler, Jorge Otávio; Neumann, Gustavo Alberto

    Abstract in Portuguese:

    (artigo convidado): Nos reatores de polimerização em fase gasosa, o controle de temperatura em uma estreita faixa de temperatura é importantíssimo para assegurar que a temperatura na zona de reação seja mantida acima do ponto de orvalho dos reagentes, assim como abaixo do ponto de fusão do polímero. Outro ponto importante é que se a temperatura estiver em malha aberta, estes reatores estão propensos à instabilidade e ao surgimento de ciclos limites, entretanto podem ser facilmente estabilizados com um controlador de temperatura apropriado. Neste trabalho é realizado um estudo detalhado do comportamento dinâmico de um reator industrial de polimerização em leito fluidizado, com a localização de pontos de bifurcação e estabilização do sistema com controlador PID projetado via otimização no domínio da freqüência.

    Abstract in English:

    (invited paper): In gas-phase ethylene polymerization reactors, tight temperature control is of utmost importance to ensure that the temperature in the reaction zone is kept above the dew point of reactants, yet below the melt point of the polymer. Another important point is that if the temperature was under open-loop conditions, these reactors are prone to instability and limit cycles, however can be easily stabilized with an appropriate temperature controller. In this work, a detailed study of the dynamic behavior of an industrial fluidized-bed polymerization reactor is carried out, with the location of bifurcation points and system stabilization by PID controller designed via optimization in the frequency domain.
  • Identificação de Sistemas a Eventos Discretos Maxplus lineares Sistemas A Eventos Discretos

    Maia, Carlos Andrey; Mendes, Rafael Santos; Hardouin, Laurent

    Abstract in Portuguese:

    Este artigo trata do problema de identificação de Sistemas a Eventos Discretos Max-plus lineares mono-entrada e mono-saída. O objetivo é estimar os parâmetros temporais do sistema a partir da observação dos instantes de disparo das transições de entrada e de saída, supondo que alguns parâmetros estruturais sejam conhecidos. A partir dessas condições, o método de identificação proposto é desenvolvido tendo como base o cálculo de um limitante superior para o parâmetro de temporização do ciclo. Obtém-se uma condição suficiente de excitação, relativa à variável de entrada, para a convergência do algoritmo proposto. Exemplos ilustram o método proposto.

    Abstract in English:

    This paper deals with the identification problem of Max-plus linear Discrete Event Systems with single input and single output. The objective is to estimate the temporal parameters of the system by using the observation of input and output transition firing times assuming that some structural parameters are known. With those assumptions, the identification method is developed by using an upper bound for cycle duration. The paper presents a sufficient excitation condition, concerning the input signal, for the convergence of the algorithm. Examples Illustrate the proposed method.
  • Método de implementação de Sistema de Diagnóstico de Falta para subestações baseado em Redes de Petri Sistemas A Eventos Discretos

    Sampaio, Raimundo Furtado; Barroso, Giovanni Cordeiro; Leão, Ruth Pastôra Saraiva

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho apresenta um método de desenvolvimento de Sistema de Diagnóstico de Faltas (SDF) utilizando Redes de Petri Coloridas Hierárquicas. O SDF proposto visa analisar as informações advindas do SCADA e apresentar diagnóstico de falta sucinto e preciso aos operadores de sistema elétrico, tornando a tarefa de diagnóstico de falta, mais rápida, confiável e menos estressante. O método proposto é desenvolvido e aplicado a uma subestação típica de distribuição, digitalizada, de 15 MVA, 69/13,8 kV, pertencente ao sistema de distribuição da Companhia Energética do Ceará - COELCE.

    Abstract in English:

    This paper presents a methodology for the development of a Fault Diagnosis System (FDS) based on Hierarchical Colored Petri Nets. The proposed FDS aims to evaluate the information from the SCADA and to present a fault diagnosis sucint and accurate to the power system operators, causing the task of fault diagnosis faster, reliable and less stressful. The proposed methodology is developed and applied to a typical distribution substation with digital relays, 15 MVA, 69 kV/13,8 kV, owned by the local distribution utility, Companhia Energética do Ceará (Brazil).
  • Improved H2 and H<FONT FACE=Symbol>¥</FONT> conditions for robust analysis and control synthesis of linear systems

    Trofino, Alexandre; Coutinho, Daniel F.; Barbosa, Karina A.

    Abstract in Portuguese:

    Este artigo propõe novas condições para as normas H-2 e H-infinito para sistemas lineares incertos utilizando as idéias originalmente propostas para sistemas discretos. Basicamente, as condições de desempenho são obtidas em espaço de estados aumentado onde novas variáveis livres são adicionadas ao problema resultando em uma separação entre as matrizes do sistema e de Lyapunov. Este propriedade é utilizada no desenvolvimento de novos critérios para análise de estabilidade robusta e desempenho, e síntese de controle para sistemas lineares utilizando funções de Lyapunov dependente de parâmetros que podem ser resolvidas através de problemas de otimização convexa.

    Abstract in English:

    This paper proposes improved H-2 and H-infinity conditions for continuous-time linear systems with polytopic uncertainties based on a recent result for the discrete-time case. Basically, the performance conditions are built on an augmented-space with additional multipliers resulting in a decoupling between the Lyapunov and system matrices. This nice property is used to develop new conditions for the robust stability, performance analysis, and control synthesis of linear systems using parameter dependent Lyapunov functions in a numerical tractable way.
  • Controle de horizonte retrocedente de sistemas lineares com saltos Markovianos para o problema de rastreamento com alvos dinâmicos Sistemas Lineares

    Vargas, Alessandro N.; Val, João B. R. do; Costa, Eduardo F.

    Abstract in Portuguese:

    Estudamos a solução de problema de rastreamento com controle de horizonte retrocedente (receding) de sistemas lineares com saltos Markovianos a tempo discreto sujeitos à entradas de ruído, saltos nos alvos dinâmicos e nas entradas exógenas. O índice de desempenho é quadrático, e a informação disponível para o controlador não envolve observações dos estados da cadeia de Markov. Uma seqüência de ganhos de realimentação linear de estados é adotada para resolver este problema, motivado pela síntese de controle. Condições necessárias de otimalidade são desenvolvidas, e propomos um método recursivo, baseado em procedimento variacional, que permite satisfazer as condições acima. Uma aplicação para um modelo econômico é apresentada.

    Abstract in English:

    We study the solution for the tracking problem of receding horizon control of discrete-time Markov jump linear systems subject to noisy inputs, switching targets and jumps in the exogenous input variables. The performance index is quadratic and the information available to the controller does not involve observations of Markov chain states. A fixed sequence of state linear feedback gains is adopted to solve the control synthesis problem. Necessary conditions of optimality is provided and we propose an recursive method based on a variational procedure which attains the necessary conditions. An application to an economic model is presented.
  • Controle de sistemas lineares incertos por modos deslizantes e observador de alto ganho sem peaking Sistemas Lineares

    Cunha, José Paulo Vilela Soares da; Hsu, Liu; Costa, Ramon R.; Lizarralde, Fernando

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho, propõe-se um controlador por modelo de referência e modo deslizante baseado em observador de alto ganho. Para plantas monovariáveis com grau relativo maior do que um, a lei de chaveamento é gerada utilizando-se o estado observado, enquanto que a função de modulação da lei de controle utiliza sinais gerados por filtros de estado. Mostra-se que este esquema possui estabilidade global e exponencial em relação a um conjunto residual arbitrariamente pequeno. Além disso, o sistema em malha fechada não apresenta o fenômeno de peaking que pode prejudicar o desempenho. Resultados experimentais ilustram o bom desempenho obtido pelo algoritmo em condições realistas.

    Abstract in English:

    A model-reference variable structure controller based on a high gain observer (HGO) is proposed and analyzed. For single-input-single-output plants with relative degree larger than one, the switching law is generated using the observed state while the modulation function in the control law is generated using signals from state variable filters. With this scheme, global exponential stability with respect to an arbitrarily small residual set is achieved. Moreover, the closed loop system shows no peaking phenomena which could degrade the performance. Experimental results illustrate the good performance obtained with the algorithm in actual conditions.
  • Estabilização de sistemas descritores por realimentação de saídas via subespaços invariantes Sistemas Lineares

    Castelan, Eugênio B.

    Abstract in Portuguese:

    Considera-se o problema da existência e do cálculo de uma matriz de realimentação de saídas que estabiliza fortemente um sistema descritor linear. Os resultados apresentados baseiam-se no conceito de (C,A,E,B)-invariância e de sua caracterização algébrica através de equações acopladas de Sylvester e de equações acopladas de tipo Lyapunov. Apresentam-se algoritmos para o cálculo da matriz de realimentação de saídas, baseados em posicionamento de autoestrutura ou na solução de desigualdades e igualdades matriciais lineares. Os resultados e algoritmos apresentados generalizam resultados anteriores propostos para sistemas lineares clássicos e para classes particulares de sistemas descritores lineares.

    Abstract in English:

    We consider the problem of strong stabilization of descriptor systems via output feedback. The proposed results are based on the concept of (C,A,E,B)-invariance and its algebraic characterization by coupled Sylvester equations and coupled Lyapunov-like equations. Based either on eigenstructure assignment techniques or on the solution of linear matrix inequalities and equalities, we propose algorithms for computation of the output feedback matrix for descriptor systems that verify some conditions. The proposed results and algorithms generalize previous works developed for classical linear systems and for particular classes of descriptor systems.
  • Um método de suporte a decisões sobre investimento e comercialização de energia elétrica no Brasil Sistemas De Potência

    Castro, Roberto; Lyra Filho, Christiano

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho propõe um método de suporte a decisões de investimento, contratação e de avaliação de portfolio de ativos de energia elétrica na comercialização em atacado no Brasil. A metodologia apresentada utiliza processo estatístico para estimativa do preço da energia no mercado de curto prazo, através do qual constroem-se cenários de preços futuros. As probabilidades associadas a cada cenário de preço definem a função densidade de probabilidade para os resultados financeiros esperados pelos agentes, os quais estão associados às suas decisões e conseqüentes tomadas de posição diante do mercado. A aversão que o agente apresenta diante do risco é caracterizada a partir da aplicação de conceitos de otimização multiobjetivo e determinação aproximada de soluções eficientes do problema. Um estudo de caso ilustra a aplicação da metodologia na definição da melhor alternativa de contratação de energia para um agente de distribuição em horizonte de dois anos.

    Abstract in English:

    This paper presets a decision making method for investments, trading and portfolio evaluation on electrical energy in the wholesale Brazilian trading market. Scenarios for spot prices are estimated on mid-term horizon by a statistic approach. The probability curve of pay-off for several alternatives of trading is calculated. Risk aversion of the decision maker is introduced in the process by multicriteria optimization approach, so that decision support is carried out by the method according to specific decision maker risk sensitivity. A case study illustrates application of the methodology for decision making on trading electrical energy by a distribution utility, for a two-year horizon.
  • Estimação dos parâmetros elétricos de um motor de indução em malha fechada Eletrônica De Potência

    Netto, Antonio Jeronimo; Barros, Péricles Rezende; Jacobina, Cursino Brandão; Lima, Antonio Marcus Nogueira

    Abstract in Portuguese:

    Neste artigo é proposto um método para estimar todos os parâmetros elétricos do motor de indução em tempo-real e em malha fechada. Os parâmetros são estimados resolvendo o problema de minimização dos mínimos quadrados recursivo (RLS). O modelo para o RLS é derivado para o caso onde as correntes do estator do motor são reguladas via um controlador com realimentação linear. Resultados experimentais selecionados são usados para demonstrar a possibilidade e desempenho do método proposto.

    Abstract in English:

    In this paper it is proposed a method for estimating in real-time and in closed-loop all the parameters of an induction motor. The parameters are determined by solving a recursive least squares minimization problem. The model for the least-squares problem is derived for the case where the stator currents of the motor are regulated via a linear feedback controller. Selected experimental results are used to demonstrate the feasibility and performance of the proposed method.
  • Análise e implementação de retificadores PWM trifásicos com resposta de tempo mínimo utilizando desacoplamento por retroação de estados Eletrônica De Potência

    Camargo, Robinson F. de; Botterón, Fernando; Duarte, Marcelo Hey; Marques, Jéferson; Pinheiro, Humberto

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho desenvolve um procedimento de projeto sistemático para o controle das correntes de entrada e da tensão de saída de retificadores PWM trifásicos. Primeiramente é apresentado o modelo discreto em eixos síncronos dq do retificador PWM trifásico com filtro de entrada L, o qual leva em conta o tempo de processamento necessário para a implementação em tempo real. A operação do retificador com resposta de tempo mínimo é obtida utilizando o método de desacoplamento por retroação de estados no domínio discreto, sem a necessidade de um controlador de corrente adicional no eixo d. Além disso, são desenvolvidos servos controladores de corrente e tensão a fim de garantir fator de deslocamento unitário e regulação de tensão no barramento CC respectivamente. Finalmente, resultados experimentais são apresentados, a fim de validar o procedimento proposto e verificar o desempenho do retificador PWM trifásico.

    Abstract in English:

    This paper develops a systematic design procedure based on discrete decoupling by state feedback applied to three-phase PWM rectifiers. A discrete model for synchronous frame is developed for three-phase PWM rectifier with an L filter. This model takes into account the computational delays presents in the discrete implementation. Deadbeat response is obtaining without the requirement of a current controller in the axis d. Moreover, discrete servo controllers to ensure unit displacement power factor and regulated DC link voltage are developed. Finally, experimental results are presented to demonstrate the feasibility of the proposed procedure, algorithms and the performance of the overall system.
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