Campus Irecê Trabalho de Conclusão de Curso (TCC)
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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Desenvolvimento de um algoritmo utilizando os métodos de NewtonRaphson e de Levenberg-Marquardt para a sintonia de controladores PID com base em critérios de desempenho.
metadata.dc.creator: Pacheco, Rafael Silva Nogueira
metadata.dc.contributor.advisor1: Santos, Gislan Silveira
metadata.dc.contributor.referee1: Santos, Gislan Silveira
metadata.dc.contributor.referee2: Soares, Allan de Sousa
metadata.dc.contributor.referee3: Barbosa, Celton Ribeiro
metadata.dc.description.resumo: O presente trabalho propõe uma nova técnica de sintonia de controladores PID para o controle de processos LTI do tipo SISO, baseando-se em critérios de desempenho no domínio do tempo. Esse procedimento se dá por meio da aplicação dos métodos iterativos de NewtonRaphson e de Levenberg-Marquardt para a resolução dos sistemas de equações não lineares que descrevem o quão próximo os parâmetros da resposta ao degrau estão do desejado. Para tanto, um desenvolvimento algébrico foi conduzido para a determinação do jacobiano das funções de desempenho com relação aos coeficientes do controlador, permitindo a implementação dos métodos numéricos supracitados. Simulações numéricas do algoritmo proposto foram realizadas no software MATLAB para três funções de transferência de diferentes ordens. Os resultados demonstraram a viabilidade de utilização desse algoritmo de sintonia, desde que certas restrições sobre a função de transferência do processo sejam obedecidas, e uma comparação de performance entre os dois métodos numéricos evidenciou as vantagens e desvantagens de cada um. Além disso, mostrou-se que a taxa de convergência dos métodos pode ser amplificada quando os parâmetros de desempenho da curva de resposta inicial estão relativamente próximos do desejado, sugerindo que uma sintonia prévia por técnicas já estabelecidas aumenta as chances de sucesso do algoritmo.
Resumo: This work proposes a new tuning technique for PID controllers to control SISO LTI processes, based on performance criteria in the time domain. This procedure is carried out through the application of the Newton-Raphson and the Levenberg-Marquardt iterative methods to solve the nonlinear set of equations that describe how close the step response parameters are to the desired ones. Therefore, an algebraic development was conducted to determine the jacobian of the performance functions with respect to the controller coefficients, allowing the implementation of the aforementioned numerical methods. Numerical simulations of the proposed algorithm were performed in the software MATLAB for three transfer functions of different orders. The results demonstrated the feasibility of using this tuning algorithm, as long as certain restrictions on the transfer function of the process are obeyed, and a performance comparison between the two numerical methods showed the advantages and disadvantages of each one. In addition, it was shown that the convergence rate of the methods can be amplified when the performance parameters of the initial response curve are relatively close to the desired ones, suggesting that a prior tuning by already established techniques increases the chances of success of the algorithm.
Palavras-chave: Sintonia
Controladores PID
Critérios de desempenho
Newton-Raphson
Levenberg-Marquardt
metadata.dc.subject.cnpq: Engenharias
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia
metadata.dc.publisher.initials: IFBA
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Ensino Superior/Bacharelado
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ifba.edu.br/jspui/handle/123456789/574
Data do documento: 15-Dez-2022
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