Técnicas de inteligência artificial para a geração dinâmica de set points para uma coluna de destilação

Artificial Intelligence techniques are applied to improve performance of a simulated oil distillation system. The chosen system was a debutanizer column. At this process, the feed, which comes to the column, is segmented by heating. The lightest components become steams, by forming the LPG (Liquefied Petroleum Gas). The others components, C5+, continue liquid. In the composition of the LPG, ideally, we have only propane and butanes, but, in practice, there are contaminants, for example, pentanes. The objective of this work is to control pentane amount in LPG, by means of intelligent set points (SP s) determination for PID controllers that are present in original instrumentation (regulatory control) of the column. A fuzzy system will be responsible for adjusting the SP's, driven by the comparison between the molar fraction of the pentane present in the output of the plant (LPG) and the desired amount. However, the molar fraction of pentane is difficult to measure on-line, due to constraints such as: long intervals of measurement, high reliability and low cost. Therefore, an inference system was used, based on a multilayer neural network, to infer the pentane molar fraction through secondary variables of the column. Finally, the results shown that the proposed control system were able to control the value of pentane molar fraction under different operational situations

Um ambiente computacional para modelagem simbólica de sistemas físicos lineares

Este trabalho propõe um ambiente computacional aplicado ao ensino de sistemas de controle, denominado de ModSym. O software implementa uma interface gráfica para a modelagem de sistemas físicos lineares e mostra, passo a passo, o processamento necessário à obtenção de modelos matemáticos para esses sistemas. Um sistema físico pode ser representado, no software, de três formas diferentes. O sistema pode ser representado por um diagrama gráfico a partir de elementos dos domínios elétrico, mecânico translacional, mecânico rotacional e hidráulico. Pode também ser representado a partir de grafos de ligação ou de diagramas de fluxo de sinal. Uma vez representado o sistema, o ModSym possibilita o cálculo de funções de transferência do sistema na forma simbólica, utilizando a regra de Mason. O software calcula também funções de transferência na forma numérica e funções de sensibilidade paramétrica. O trabalho propõe ainda um algoritmo para obter o diagrama de fluxo de sinal de um sistema físico baseado no seu grafo de ligação. Este algoritmo e a metodologia de análise de sistemas conhecida por Network Method permitiram a utilização da regra de Mason no cálculo de funções de transferência dos sistemas modelados no software

Estimação de parâmetros genéticos em caprinos leiteiros por meio de análise de regressão aleatória utilizando-se a Amostragem de Gibbs

Modelos de regressão aleatória foram utilizados neste estudo para estimar parâmetros genéticos da produção de leite no dia do controle (PLDC) em caprinos leiteiros da raça Alpina, por meio da metodologia Bayesiana. As estimativas geradas foram comparadas às obtidas com análise de regressão aleatória, utilizando-se o REML. As herdabilidades encontradas pela análise Bayesiana variaram de 0,18 a 0,37, enquanto, pelo REML, variaram de 0,09 a 0,32. As correlações genéticas entre dias de controle próximos se aproximaram da unidade, decrescendo gradualmente conforme a distância entre os dias de controle aumentou. Os resultados obtidos indicam que: a estrutura de covariâncias da PLDC em caprinos ao longo da lactação pode ser modelada adequadamente por meio da regressão aleatória; a predição de ganhos genéticos e a seleção de animais geneticamente superiores é viável ao longo de toda a trajetória da lactação; os resultados gerados pelas análises de regressão aleatória utilizando-se a Amostragem de Gibbs e o REML foram semelhantes, embora as estimativas das variâncias genéticas e das herdabilidades tenham sido levemente superiores na análise Bayesiana, utilizando-se a Amostragem de Gibbs.

Modelagem de máquina de indução trifásica sem mancais com bobinado dividido

This work presents a model of bearingless induction machine with divided winding. The main goal is to obtain a machine model to use a simpler control system as used in conventional induction machine and to know its behavior. The same strategies used in conventional machines were used to reach the bearingless induction machine model, which has made possible an easier treatment of the involved parameters. The studied machine is adapted from the conventional induction machine, the stator windings were divided and all terminals had been available. This method does not need an auxiliary stator winding for the radial position control which results in a more compact machine. Another issue about this machine is the variation of inductances array also present in result of the rotor displacement. The changeable air-gap produces variation in magnetic flux and in inductances consequently. The conventional machine model can be used for the bearingless machine when the rotor is centered, but in rotor displacement condition this model is not applicable. The bearingless machine has two sets of motor-bearing, both sets with four poles. It was constructed in horizontal position and this increases difficulty in implementation. The used rotor has peculiar characteristics; it is projected according to the stator to yield the greatest torque and force possible. It is important to observe that the current unbalance generated by the position control does not modify the machine characteristics, this only occurs due the radial rotor displacement. The obtained results validate the work; the data reached by a supervisory system corresponds the foreseen results of simulation which verify the model veracity

Controle preditivo bilinear aplicado a um motor de indução

The present work is based on the applied bilinear predictive control applied to an induction motor. As in particular case of the technique based on predictive control in nonlinem systems, these have desperted great interest, a time that present the advantage of being simpler than the non linear in general and most representative one than the linear one. One of the methods, adopted here, uses the linear model "quasi linear for step of time" based in Generalized Predictive Control. The modeling of the induction motor is made by the Vectorial control with orientation given for the indirect rotor. The system is formed by an induction motor of 3 cv with rotor in squirregate, set in motion for a group of benches of tests developed for this work, presented resulted for a variation of +5% in the value of set-point and for a variation of +10% and -10% in the value of the applied nominal load to the motor. The results prove a good efficiency of the predictive bilinear controllers, then compared with the linear cases

Identificação de uma planta de corrente de um motor de indução utilizando redes de base radial

The present work describes the use of a mathematical tool to solve problems arising from control theory, including the identification, analysis of the phase portrait and stability, as well as the temporal evolution of the plant s current induction motor. The system identification is an area of mathematical modeling that has as its objective the study of techniques which can determine a dynamic model in representing a real system. The tool used in the identification and analysis of nonlinear dynamical system is the Radial Basis Function (RBF). The process or plant that is used has a mathematical model unknown, but belongs to a particular class that contains an internal dynamics that can be modeled.Will be presented as contributions to the analysis of asymptotic stability of the RBF. The identification using radial basis function is demonstrated through computer simulations from a real data set obtained from the plant

Ambiente de simulação híbrido integrando hysys e rede industrial Foundation Fieldbus aplicado ao controle de uma coluna de destilação

The main purpose of this work is to develop an environment that allows HYSYS R chemical process simulator communication with sensors and actuators from a Foundation Fieldbus industrial network. The environment is considered a hybrid resource since it has a real portion (industrial network) and a simulated one (process) with all measurement and control signals also real. It is possible to reproduce different industrial process dynamics without being required any physical network modification, enabling simulation of some situations that exist in a real industrial environment. This feature testifies the environment flexibility. In this work, a distillation column is simulated through HYSYS R with all its variables measured and controlled by Foundation Fieldbus devices

Uma abordagem indireta para o Controlador em Modo Dual Adaptativo Robusto

In this work is proposed an indirect approach to the DualMode Adaptive Robust Controller (DMARC), combining the typicals transient and robustness properties of Variable Structure Systems, more specifically of Variable Structure Model Reference Adaptive Controller (VS-MRAC), with a smooth control signal in steady-state, typical of conventional Adaptive Controllers, as Model Reference Adaptive Controller (MRAC). The goal is to provide a more intuitive controller design, based on physical plant parameters, as resistances, inertia moments, capacitances, etc. Furthermore, with the objective to follow the evolutionary line of direct controllers, it will be proposed an indirect version for the Binary Model Reference Adaptive Controller (B-MRAC), that was the first controller attemptting to act as MRAC as well as VS-MRAC, depending on a pre-defined fixed parameter

Modelagem linear e identificação do modelo dinâmico de um robô móvel com acionamento diferencial

This work presents a modelling and identification method for a wheeled mobile robot, including the actuator dynamics. Instead of the classic modelling approach, where the robot position coordinates (x,y) are utilized as state variables (resulting in a non linear model), the proposed discrete model is based on the travelled distance increment Delta_l. Thus, the resulting model is linear and time invariant and it can be identified through classical methods such as Recursive Least Mean Squares. This approach has a problem: Delta_l can not be directly measured. In this paper, this problem is solved using an estimate of Delta_l based on a second order polynomial approximation. Experimental data were colected and the proposed method was used to identify the model of a real robot

Controle vetorial para velocidade de um motor de indução trifásico utilizando estimador filtro de Kalman

This paper describes the study, computer simulation and feasibility of implementation of vector control speed of an induction motor using for this purpose the Extended Kalman Filter as an estimator of rotor flux. The motivation for such work is the use of a control system that requires no sensors on the machine shaft, thus providing a considerable cost reduction of drives and their maintenance, increased reliability, robustness and noise immunity as compared to control systems with conventional sensors

Controle de posição com restrição à orientação de um Veículo Aéreo Não-Tripulado tipo Quadrirrotor

Quadrotors aircraft are composed by four propellers mounted on four engines on a cross or x disposition, and, in this structure, the engines on the same arm spin in the same direction and the other arm in the opposite direction. By rotating each helix generates vertical upward thrust. The control is done by varying the rotational speed of each motor. Among the advantages of this type of vehicle can cite the mechanical simplicity of construction, the high degree of maneuverability and the ability to have vertical takeoffs and landings. The modeling and control of quadrirrotores have been a challenge due to problems such as nonlinearity and coupling between variables. Several strategies have been developed to control this type of vehicle, from the classical control to modern. There are air surveillance applications where a camera is fixed on the vehicle to point forward, where it is desired that the quadrotor moves at a fixed altitude toward the target also pointing forward, which imposes an artificial constraint motion, because it is not desired that it moves laterally, but only forwards or backwards and around its axes . This restriction is similar to the naturally existing on robots powered by wheels with differential drive, which also can not move laterally, due to the friction of the wheels. Therefore, a position control strategy similar to that used in this type of robot could be adapted for aerial robots like quadrotor. This dissertation presents and discusses some strategies for the control of position and orientation of quadrotors found in the literature and proposes a strategy based on dynamic control of mobile robots with differential drive, called the variable reference control. The validity of the proposed strategy is demonstrated through computer simulations

Dinâmica da comunidade de macrófitas aquáticas no reservatório de Santana, RJ

Apesar da importância na dinâmica dos ecossistemas aquáticos, as macrófitas podem formar densas e extensas colonizações em corpos hídricos cujos equilíbrios ecológicos foram rompidos. Nessas condições, essas plantas promovem uma série de problemas que as tornam alvos de controle. Para elaboração de planos adequados de manejo dessa vegetação, é fundamental o conhecimento das dinâmicas relativas das populações que a compõem. O objetivo deste trabalho foi realizar levantamentos mensais da composição específica da comunidade de macrófitas que coloniza o reservatório de Santana, localizado no município de Piraí/RJ, monitorando 97 pontos georreferenciados, abrangendo toda a lâmina d'água. Foram identificadas 41 espécies, inseridas em 21 famílias botânicas. As famílias Poaceae, Pontederiaceae e Cyperacae foram as que apresentaram os maiores números de espécies ao longo do ano. Salvinia herzogii e Egeria densa apresentaram as maiores notas anuais de colonização do reservatório. As populações de Eichhornia azurea, Brachiaria arrecta e Paspalum repens completaram o grupo das espécies numericamente mais relevantes. As plantas de hábito flutuante tenderam a apresentar populações com padrão de distribuição geográfica casualizado, enquanto as espécies fixadas no sedimento e as submersas apresentaram populações com padrão agregado. Não houve expressivas variações mensais dos valores dos índices de diversidade (H') e de equitabilidade (E') das comunidades de macrófitas aquáticas ao longo do ano. O dendrograma construído com o coeficiente de Odum mostrou uma seqüência lógica dos meses, evidenciando uma definida sucessão de populações divididas em dois grupos de similaridade separados pelo mês de junho. Nessa época, o nível de água do reservatório foi reduzido e o sedimento ficou exposto, favorecendo as espécies de hábito emergente.

Controle automático para injeção otimizada de gás em poços de petróleo equipados para funcionamento com gás lift contínuo

The continuous gas lift method is the main artificial lifting method used in the oil industry for submarine wells, due to its robustness and the large range of flow rate that the well might operate. Nowadays, there is a huge amount of wells producing under this mechanism. This method of elevation has a slow dynamics due to the transients and a correlation between the injected gas rate and the of produced oil rate. Electronics controllers have been used to adjust many parameters of the oil wells and also to improve the efficiency of the gas lift injection system. This paper presents a intelligent control system applied to continuous gas injection in wells, based in production s rules, that has the target of keeping the wells producing during the maximum period of time, in its best operational condition, and doing automatically all necessary adjustments when occurs some disturbance in the system. The author also describes the application of the intelligent control system as a tool to control the flow pressure in the botton of the well (Pwf). In this case, the control system actuates in the surface control valve

Eficácia do herbicida oxyfluorfen com a cobertura de palha no controle de plantas daninhas

A palha pode alterar a dinâmica do herbicida oxyfluorfen no sistema de cana-crua; assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a eficácia do oxyfluorfen em condições de casa de vegetação, com a cobertura de palha, no controle das plantas daninhas que ocorrem em cana-crua. Foram avaliadas as espécies de Brachiaria decumbens, Ipomoea grandifolia, Ipomoea quamoclit e Merremia cissoides. A dose utilizada do oxyfluorfen foi de 3 L ha-1 (720 g i.a. ha-1). Os tratamentos constaram de diferentes posicionamentos do herbicida e condições antes e após a aplicação. A porcentagem de controle das plantas daninhas foi avaliada aos 12, 20, 26, 33 e 38 DAA. Os maiores índices de controle aos 38 DAA, independentemente da planta daninha estudada, foram alcançados quando se aplicou oxyfluorfen em tratamentos com a presença de palha em cobertura, com ou sem umidade. No entanto, os resultados obtidos nos demais tratamentos mostraram-se eficientes no controle das diferentes espécies de plantas daninhas estudadas.

Dinâmica populacional do psilídeo-de-concha Glycaspis brimblecombei (Moore, 1964) (Hemiptera: Psyllidae) e de seu parasitóide Psyllaephagus bliteus (Hymenoptera: Encyrtidae) em floresta de Eucalyptus camaldulensis

O psilídeo-de-concha, Glycaspis brimblecombei, é uma praga exótica específica de Eucalyptus, que causa desfolha, secamento de ponteiros e ramos, podendo levar as árvores à morte. O parasitóide Psyllaephagus bliteus é indicado como principal agente no controle biológico desta praga. Portanto, o monitoramento adequado de as ambas espécies por um método eficiente de amostragem facilitaria o manejo para uma futura tomada de decisão. Devido à falta de informações referentes ao seu comportamento em plantações extensivas de eucalipto no Brasil, este trabalho teve como objetivo estudar as populações de G. brimblecombei e de P. bliteus em florestas de Eucalyptus camaldulensis, utilizando armadilhas amarelas para determinação de sua flutuação populacional e correlacionado-as com variáveis meteorológicas (temperatura e precipitação). A determinação da flutuação populacional (53 pontos amostrais) foi realizada em talhão de 19ha com E. camaldulensis em Luíz Antônio, SP, em 10avaliações quinzenais, entre janeiro e junho de 2005. As populações de ambas as espécies apresentaram correlação inversamente proporcional em função da temperatura e não há correlação com a precipitação no período avaliado.