Abstract:

Com o foco em auxiliar os discentes no aprendizado teórico, a motivação vocacional pela profissão e pela pesquisa, o projeto consiste no desenvolvimento de uma bancada didática com sistema multivariável, abordando a modelagem matemática do sistema, a identificação de parâmetros e o controle do nível dos tanques. A modelagem foi obtida a partir dos conceitos de mecânica do fluídos, utilizando o principio de conservação de massa e da equação de Bernoulli. Assim, através da planta com quatro tanques acoplados, o comportamento dos zeros de fase mínima e de fase não-mínima de um sistema MIMO(multiple input-multiple output)foi observado e ilustrado. O sistema também permite explorar o controle de sistemas SISO(single input-single output)com acoplamento ou não dos tanques, dependendo da configuração a ser montada pelo discente. O sistema é formado por quatro tanques e um reservatório, toda a água utilizada no processo é armazenada no reservatório. Ainda, duas bombas distribuem a vazão de água para os tanques e quatro sensores fazem a leitura dos níveis dos tanques por meio da amostragem da pressão da coluna de água. Através de um CLP(Controlador Lógico Programável) os sinais de saída do sistema são obtidos e com o auxilio de um módulo de potência as bombas são acionadas. Dessa planta foram obtidos os parâmetros do sistema, como, os ganhos das bombas, a parcela de fluxo de água da bomba para os tanques e a perda de carga nos drenos. Logo, foi possível obter um modelo do sistema que representasse o comportamento do sistema real.Assim, foi possível projetar o controlador PI(Proporcional-Integral) por métodos empíricos e analíticos. Os resultados experimentais foram comparados com as simulações dos modelos linear e não-linear do sistema. Dessa forma, os resultados alcançaram as expectativas do projeto, e possibilitaram explorar conceitos utilizados para o controle desse processo, que possibilitou explorar a teoria associada à prática com os discentes envolvidos no projeto.