Considete o sistema de tanque aquecida agitado mostrado na figura abaixo. É desejado controlar a temperatura ajustando a taxa de calor trocada alterando-se a voltagem da serpentina elétrica, . Foi sugerido que as medições de e , assim como de , podem prover um melhor controle de .
- Descreva brevemente como o controle sugerido poderá operar e esboce um diagrama explicando.
- Indique como você classificaria o sistema de controle: feedback, feedforward ou cascata.
- Desenhe o diagrama de blocos para o sistema de controle.
Passo 1
Aqui nós temos a medição de três variáveis: que é a nossa variável principal, que é uma variável intermediária no processo e que é uma variável de entrada, ou, um distúrbio.
Como temos três informações disponíveis, vamos tentar usar todas elas. O controle cascata por exemplo, precisa da medição da variável controlada e de uma variável intermediária. Sendo assim, podemos usar como sendo a variável primária de um controle cascata e como sendo a variável secundária.
Já o controle feedforward precisa da medição de um distúrbio, sendo assim, podemo aplicar um controle feedforward também, usando comoi distúrbio medido.
O esquema do sistema de controle ficaris assim:
Sendo assim, o controlador TC2 comanda o setpoint do controlador TC1 que manda o sinal para o elemento final de controla fazendo assim o controle cascata.
O FFC (feedforward controller) também emite um sinal para o elemento final de controle, sendo assim, ambos os sinais se somama antes de alterar o valor de .
Passo 2
Nessa malha temos duas estratégias em uso ao mesmo tempo. Temos o controle cascata que se utiliza das medições de e e também o controle feddforward que se utiliza de como variável distúrbio.
Passo 3
Fazendo a junção do cascada com o feedforward, teremos o seguinte diagrama de blocos:
Repare que o processo e transmissor com índice 1 estão na malha interna (secundária) e os com índice 2 estão na malha externa (primária). Isso acontece porque os índices estão seguindo os índices das variáveis. Como é a variável servo (secundária) o processo com índice 1 ficou na malha interna e como é a variável mestre (primária) os blocos com esse índice ficaram na malha externa. Apenas os plocos dos controladores mantiveram os índices normais. Sendo assim é o controlador secundário e o primário.
Resposta
- Controle Cascata em paralelo com Controle Feedforward