Construção de aparato experimental para controle de sistemas térmicos com atraso de transporte

Abstract

Em processos de controle industriais, o fenômeno de transporte de calor está presente e saber identifica-lo para obter um modelo matemático é importante para o desenvolvimento de um projeto de controle dinâmico. Assim, este trabalho aborda o contexto da criação, desenvolvimento, identificação, modelagem e controle de um aparto experimental para controle de sistemas térmicos com atraso no transporte. Foi construída uma planta de controle com um tubo metálico de dois metros de comprimento onde o ar aquecimento por uma resistência elétrica passa em seu interior. A eletrônica envolvida na construção do aparato envolve o uso de TRIAC, para o controle da resistência elétrica, de uma ponte H, para a amplificação do sinal PWM para um motor DC e do microcontrolador Atmega 328 do Arduino Uno para fazer a interface entre a planta de controle e um computador. No computador, os sinais de acionamento eram gerados pelo software MATLAB em conjunto com as leituras dos sensores. No mesmo software foram feitas as análises gráficas dos resultados obtidos, a identificação do modelo matemático no domínio da frequência e a criação do controlador PID. Para isso, usamos toolbox que o MATLAB disponibiliza especificamente para projetos de controle dinâmico. Foi projetado um controlador do tipo PID (Proporcional – Integrador – Derivador) em série com o modelo do sistema. Foi feita uma realimentação com ganho unitário negativo para o fechamento da malha de controle.