Abstract:

Este projeto visa estimular a formação de engenheiros dos curso de engenharia de controle e automação e de engenharia mecânica da Escola de Minas, combatendo a evasão que ocorre principalmente nos primeiros anos dos cursos de engenharia e despertando o interesse vocacional dos alunos pela profissão de engenheiro e pela pesquisa cientifica e tecnológica, por meio do desenvolvimento de atividades práticas que explorem os ensinamentos básicos de engenharia com a aplicabilidade da teoria na solução de problemas reais. Neste trabalho são abordados a modelagem, a identificação de parâmetros e o controle de nível de um sistema de quatro tanques. Um modelo é obtido a partir da aplicação do princípio da conservação da massa, em conjunto com a equação de Bernoulli. O modelo não linear foi apreciado e validado por comparação com os resultados experimentais. O sistema apresenta comportamento de fase não-mínima, dependendo dos valores das parcelas do fluxo de água das bombas entre os tanques. Com a linearização desse modelo observa-se que o sistema apresenta um zero de transmissão que se move ao longo do eixo real, assumindo valores negativos ou positivos. Nesse sentido, o sistema de quatro tanques é ideal para ilustrar vários conceitos relacionados ao controle multivariável, em especial às limitações de desempenho relacionadas aos zeros no semi-plano direito. Um controle por uma estrutura descentralizada é proposto, e a sintonia individual das malhas é realizada. Para a configuração de fase não-mínima faz-se necessário um novo emparelhamento de variáveis, de acordo com o resultado obtido pela análise de interação das variáveis, sob o custo de instabilidade da planta em malha fechada a não modificação do emparelhamento. Por fim, são comparados os resultados experimentais e de simulações do controle proposto.