Estudo comparativo entre técnicas de controle PI e fuzzy aplicadas ao controle de nível em um sistema de tanques acoplados.

Abstract

Diante do crescimento e avanço do mercado industrial, os sistemas de controle têm assumido um papel vital no desenvolvimento do mesmo. Dia após dia empresas de vários ramos buscam criar produtos que são cada vez mais precisos e confiáveis, tornando a tarefa do engenheiro de controle mais desafiadora e exigente. O controle de nível tem ganhado cada vez mais espaço na linha de produção de variados bens e, geralmente, para esse controle, utilizam-se controladores PI clássicos. Entretanto, observou-se que em sistemas como estes, onde a presença de não-linearidades é dominante, muitas vezes os controladores convencionais são incapazes de compreender a complexidade da dinâmica desses processos. Para lidar com estas inconveniências, tem-se utilizado técnicas de inteligência artificial (lógica nebulosa, sistemas especialistas ou redes neurais artificiais). Em especial, em controladores industriais fuzzy (nebuloso), ao invés de se utilizar um modelo matemático clássico, os mesmos podem ser projetados com o conhecimento experimental de operadores humanos já treinados, fazendo com que a ação de controle seja, em tese, tão boa quanto a deles e sempre consistente. Neste contexto, surgiu a motivação deste trabalho onde é proposto um estudo comparativo controladores PI convencionais e um controlador baseado em lógica fuzzy, aplicados ao controle de nível de dois tanques acoplados em uma planta real localizada na Escola de Minas – UFOP. O sistema a ser controlado é composto por um reservatório, dois tanques acoplados em cascata (Tanque 1 e Tanque 2) e uma bomba que fornece água para o Tanque 1. Este sistema permite trabalhar em duas configurações: a primeira é controlar o nível do Tanque 1: este se comporta como um sistema de primeira ordem; já a segunda é controlar o nível do Tanque 2 a partir do Tanque 1: neste caso o comportamento é de um sistema de segunda ordem. O nosso objetivo neste trabalho é controlar o nível do Tanque 1 com as duas configurações citadas.