Modelagem e identificação linear de uma planta piloto com tanques interativos

Abstract

Este trabalho apresenta uma metodologia para modelar, identificar e validar um processo composto por dois tanques interativos. Primeiramente, um conjunto de equações não lineares foi obtido a partir do balanço de massa e de energia do sistema. Tais equações foram utilizadas para simular o sistema, prevendo seu possível comportamento (nível e temperatura dos tanques) a diferentes tipos e intensidades de estímulos (vazão de entrada de líquido nos tanques e resistências para aquecimento do líquido). Para identificar os parâmetros do modelo de balanço de massa, foi utilizada uma abordagem caixa-cinza. Variando-se a frequência dos inversores (e, consequentemente, a vazão de entrada dos tanques), mediu-se o nível dos dois tanques ao longo do tempo. O modelo não linear foi linearizado em torno de um ponto de equilíbrio e tanto os parâmetros do modelo não linear como do modelo linearizado foram estimados com o auxílio de funções do Matlab, de modo a minimizar o erro entre os dados de medição e os dados calculados pelo modelo. Os modelos obtidos foram validados calculando-se o erro médio normalizado e o erro quadrático médio a partir de dados diferentes dos utilizados na etapa de identificação.