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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2013.tde-22092014-155323
Documento
Autor
Nome completo
Luis Antonio Parra
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Tannuri, Eduardo Aoun (Presidente)
Morishita, Helio Mitio
Nader, Gilder
Título em português
Sistema de controle com compensação de tempo morto aplicado à geração de vento em tanque de prova.
Palavras-chave em português
Controle de ventilador
Espectros de vento
Geração de vento
Preditor de Smith
Sistema de primeira ordem com tempo morto
Resumo em português
Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de controle com compensação de tempo morto aplicado a um ventilador para simular os efeitos do vento em modelos de embarcações. O sistema é instalado no tanque de provas do Departamento de Engenharia Naval da Escola Politécnica da USP. Um sistema de controle baseado em computador é elaborado para a realização dos testes e validação, procedendo-se inicialmente a identificação do sistema a ser controlado. Na malha de controle, o sinal de referência é a velocidade do vento desejada em uma distância pré-definida do ventilador e pode ser tanto um valor constante (representando um vento constante) ou um valor variante no tempo (representando uma rajada de vento). O sistema atuador consiste de um inversor de frequência que aciona o ventilador e a velocidade do vento é medida por um anemômetro, cujo sinal é usado como realimentação para o controlador. A sintonia da malha é realizada pelo método do modelo interno (IMC) e o efeito do tempo morto é observado nos testes, aplicando-se o compensador baseado no Preditor de Smith para minimizá-lo. Pelos resultados dos ensaios, conclui-se que o Preditor de Smith melhora o desempenho do sistema de geração de vento.
Título em inglês
Control, system with dead time compensation applied to wind generation in tank test.
Palavras-chave em inglês
Fan control
First order plus dead time system
Smith Predictor
Wind generation
Wind spectra
Resumo em inglês
This paper describes the development of a control system with dead time compensation applied to a fan to simulate wind effects in models of vessels. The system is installed on the academic towing tank of the Naval Architecture and Oceanic Engineering Department of the University of São Paulo. A control system based on computer is designed for testing and validation, proceeding initially to identify the system to be controlled. In the control loop, the set-point is the desired speed of the wind on a pre-defined distance from the fan and it can be either a constant value (representing a constant wind) or a time-varying value (representing a wind gust). The actuator system consists of a frequency-inverter that drives the fan and the wind speed is measured by an anemometer, whose signal is used as feedback to the controller. The tuning of the controller is made by the internal model control (IMC) and the effect of dead time is observed in the tests, applying the compensator based on Smith Predictor to minimize it. Through the results from the tests, it was concluded that the Smith Predictor improves the performance of the wind generation system.
 
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Diss_Parra.pdf (4.35 Mbytes)
Data de Publicação
2014-10-09
 
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