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Title: Estudo de técnicas de otimização para sintonia de controladores PID aplicados ao acionamento de máquinas CC.
Authors: Pessoa, Rafael Henrique Bastos
metadata.dc.contributor.advisor: Braga, Márcio Feliciano
Theodoro, Thainan Santos
metadata.dc.contributor.referee: Braga, Márcio Feliciano
Bastos, Renan Fernandes
Campos, Víctor Costa da Silva
Keywords: Motores elétricos de corrente contínua
Controladores PID
GRASP - Sistema operacional de computador
Inteligência artificial
Otimização combinatória
Issue Date: 2022
Citation: PESSOA, Rafael Henrique Bastos. Estudo de técnicas de otimização para sintonia de controladores PID aplicados ao acionamento de máquinas CC. 2022. 73 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) - Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas, Universidade Federal de Ouro Preto, João Monlevade, 2022.
Abstract: Os motores de corrente contínua, mesmo com a evolução dos dispositivos de estado sólido, ainda têm grande aplicação nos dias atuais, e isso se deve à sua versatilidade e facilidade para se trabalhar, principalmente quando queremos controlá-los. Junto a isso, os controladores do tipo Proporcional, Integral e Derivativo são os mais utilizados na indústria, participando aproximadamente de 97% de todas as malhas de controle. Todavia, esse tipo de controlador pode causar muitos problemas se a forma como são sintonizados não for adequada. Em muitas situações, pode ser difícil encontrar a melhor sintonia utilizando somente as estratégias convencionais, o que faz com que os projetistas o sintonizem na tentativa e erro, isto é, manualmente. Dessa forma, neste trabalho, tentamos encontrar uma melhor solução de sintonia, que seja rápida e precisa, para controladores PID, na aplicação de um sistema de controle em cascata que aciona um motor de corrente contínua. Para tal, utilizamos dois algoritmos de meta-heurística, o Simulated Annealing e o GRASP. É feita, a partir desse estudo, a comparação entre a sintonia por meta-heurísticas e por outros métodos conhecidos na literatura baseando-se na qualidade de resposta de saída, uma vez que critérios de desempenho são preestabelecidos. Comparando os resultados, o GRASP foi o que se mostrou mais eficiente. Para os dois controladores, de velocidade e corrente, foi o que obteve melhor desempenho, além de ter tido o menor esforço de controle. O Simulated Annealing também obteve bons resultados para todos os casos, sendo melhor que a estratégia convencional na velocidade, mas sendo pior na corrente. No entanto, mostrou-se uma excelente solução de sintonia automática.
metadata.dc.description.abstracten: The direct current motors, even with the evolution of the solid-state devices, are still widely used nowadays, and this is due to their versatility and easy to work, especially when we want to control them. Along with this, the Proportional-Integral-Derivative controllers are the most used in the industry, occupating about 97% of all control loops. However, this kind of controller may cause a lot of problems if the way they are tuned is not appropriate. In many situations, it can be hard to find the best tune using just conventional strategies, which makes the designers to tune based on trial and error, in other words, manually. Thus, in this work, we try to find a better tuning solution, which is fast and precise, for PID controllers in the application of a cascade control system that drives a direct current motor. For such, we will use two metaheuristic algorithms, Simulated Annealing and GRASP. From this study, a comparision is made between the tuning by metaheuristcs and by other methods known in the literature, based on the quality of the output response, since performance criteria are pre-established. Comparing the results, GRASP was the one that proved to be more efficient. Considering the two controllers, for speed and current, it was the one with the best performance, besides, it had the least control effort. The Simulated Annealing also had good results in all cases, being better than the conventional strategy at the speed, but worse at the current. However, proved to be an excellent automatic tuning solution.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/4386
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