Estudo de técnicas de otimização para sintonia de controladores PID aplicados ao acionamento de máquinas CC.

Abstract

Os motores de corrente contínua, mesmo com a evolução dos dispositivos de estado sólido, ainda têm grande aplicação nos dias atuais, e isso se deve à sua versatilidade e facilidade para se trabalhar, principalmente quando queremos controlá-los. Junto a isso, os controladores do tipo Proporcional, Integral e Derivativo são os mais utilizados na indústria, participando aproximadamente de 97% de todas as malhas de controle. Todavia, esse tipo de controlador pode causar muitos problemas se a forma como são sintonizados não for adequada. Em muitas situações, pode ser difícil encontrar a melhor sintonia utilizando somente as estratégias convencionais, o que faz com que os projetistas o sintonizem na tentativa e erro, isto é, manualmente. Dessa forma, neste trabalho, tentamos encontrar uma melhor solução de sintonia, que seja rápida e precisa, para controladores PID, na aplicação de um sistema de controle em cascata que aciona um motor de corrente contínua. Para tal, utilizamos dois algoritmos de meta-heurística, o Simulated Annealing e o GRASP. É feita, a partir desse estudo, a comparação entre a sintonia por meta-heurísticas e por outros métodos conhecidos na literatura baseando-se na qualidade de resposta de saída, uma vez que critérios de desempenho são preestabelecidos. Comparando os resultados, o GRASP foi o que se mostrou mais eficiente. Para os dois controladores, de velocidade e corrente, foi o que obteve melhor desempenho, além de ter tido o menor esforço de controle. O Simulated Annealing também obteve bons resultados para todos os casos, sendo melhor que a estratégia convencional na velocidade, mas sendo pior na corrente. No entanto, mostrou-se uma excelente solução de sintonia automática.