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Desenvolvimento de um controlador MPC com objetivo econômico para sistemas de grande porte

Processo: 08/57511-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2009
Vigência (Término): 31 de março de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Darci Odloak
Beneficiário:Luz Adriana Alvarez Toro
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Controle preditivo   Processos industriais

Resumo

O maior incentivo para se usar uma estratégia de controle automático em um processo industrial é que, sob o efeito de perturbações externas, o sistema deve ser operado de tal forma que ele produza o lucro máximo. Na prática atual, o interesse econômico é traduzido por meio de "setpoints" para algumas variáveis de processo que devem ser levadas a esses valores "ótimos" pelo sistema de controle. Nessa prática, o problema de otimização econômica fica dissociado do problema de controle, pois estes são resolvidos em camadas diferentes. Assim, a tradução dos objetivos econômicos resulta em uma perda de informação. Embora quase toda a literatura sobre controle automático esteja voltada para o objetivo de que certas variáveis devem perseguir "set-points", alguns poucos trabalhos anteriores mostraram que é possível alterar a formulação do controlador MPC de tal forma que o seu objetivo esteja associado a objetivos econômicos além dos objetivos regulatórios convencionais (Zanin et al., 2000, 2002). Entretanto, esses trabalhos mostraram que problemas de tempo de computação e convergência do problema de otimização resultante podem inviabilizar a aplicação do método para sistemas de grande porte, onde o modelo do processo pode ser constituído por milhares de equações. Além disso, a inclusão do objetivo econômico no MPC muda o comportamento do controlador, pois o objetivo econômico passa a ser um distúrbio ou incerteza para o controlador convencional. Assim, o controlador com objetivo econômico pode se tornar instável. Trabalhos anteriores levaram a uma metodologia para o projeto de controladores MPC robustos para incertezas no modelo do processo (Odioak, 2004; González et al., 2007; Rodrigues & Odioak, 2003). Esses resultados foram obtidos para o caso em que o problema dinâmico está dissociado do problema de otimização, ou seja, o objetivo econômico não está incluído no controlador. Assim, os objetivos principais deste projeto são: (a) Introduzir o objetivo econômico no controlador MPC de uma forma tal que o problema de controle não se torne inviável sob o ponto de vista computacional, (b) Estender os controladores robustos desenvolvidos em trabalhos anteriores para o MPC com objetivo econômico. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ALVAREZ, L. A.; ODLOAK, D. OPTIMIZATION AND CONTROL OF A CONTINUOUS POLYMERIZATION REACTOR. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 29, n. 4, p. 807-820, OCT-DEC 2012. Citações Web of Science: 9.
ALVAREZ, LUZ A.; ODLOAK, DARCI. Robust integration of real time optimization with linear model predictive control. Computers & Chemical Engineering, v. 34, n. 12, SI, p. 1937-1944, DEC 9 2010. Citações Web of Science: 16.

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