Última alteração: 2023-08-23
Resumo
Ao projetar um sistema de controle para um processo industrial, deseja-se que este atenda às especificações de desempenho, seja confiável, seguro e que tenha estabilidade garantida. Porém, na ocorrência de falhas de componentes, como em sensores e atuadores, o desempenho do sistema pode ser deteriorado, resultando em perda de funcionalidade, ou até mesmo em instabilidade. Dessa forma, é importante que sejam projetados sistemas de controle tolerantes a falhas (FTC, do inglês Fault Tolerant Control), para que, mesmo na presença de falhas, seja possível garantir a estabilidade do sistema de malha fechada e assegurar um desempenho aceitável. Um dos principais métodos de FTC é a reconfiguração de controle a partir da detecção de falhas nos sensores e atuadores, com a utilização de um bloco de reconfiguração, composto de sensor virtual e atuador virtual, com o objetivo de receber os sinais de controle e dos sensores e corrigi-los, assim mantendo o controlador nominal, sem necessidade de reprojeto. Entretanto essa estratégia pode exigir a utilização de um módulo de detecção e isolamento de falhas (FDI, do inglês Fault Detection and Isolation), que ao ser conectado ao sistema de malha fechada pode levá-lo a um funcionamento inadequado devido a possíveis falsos alarmes, detecções incorretas de falhas devido à perturbações e ruídos, podendo até mesmo piorar o desempenho do sistema. Uma outra possível estratégia de FTC é a utilização de controladores híbridos adaptativos, que possuem comportamento de sistemas dinâmicos contínuos e discretos no tempo. Este controlador é capaz de adaptar sua dinâmica de acordo com novas circunstâncias, podendo compensar possíveis falhas de atuador. Desse modo, este trabalho visa o desenvolvimento de técnicas de FTC utilizando a estratégia de bloco de reconfiguração com sensor virtual, juntamente com o desenvolvimento de um controlador PI híbrido adaptativo, para que mesmo na presença de falhas de sensores e atuadores seja possível compensá-las sem a necessidade de utilização de um módulo FDI. Além disso, os desempenhos obtidos com utilização das abordagens propostas são verificados por meio de simulações computacionais.