Exercícios de Regras de emparelhamento e desacoplamento - Lista de Exercícios Resolvida

Avaliar a RGA, e sugerir um esquema de emparelhamento para o seguinte processo:

Um exemplo de malhas de controle altamente interativas é o controle de composição do topo e da base em uma coluna de destilação. Dois testes foram efetuados em uma simulação de uma coluna de butano-pentano: um foi a variação no fluxo de vapor mantendo o fluxo de refluxo constante, o outro foi uma variação no fluxo de refluxo mantendo o fluxo de vapor constante. A tabela a seguir resume os fluxos e as composições para cada um dos testes, após o estado estacionário ser estabelecido.

As variáveis controladas são a percentagem de butano na base e nos produtos destilados, e as variáveis manipuladas são os pontos fixos de fluxo de vapor e de fluxo de refluxo. Calcule os ganhos da malha aberta em estado estacionário e os ganhos relativos para os dois emparelhamentos possíveis. A interação é positiva ou negativa? Qual variável deve ser manipulada para controlar a composição do destilado para que a interação entre as duas malhas seja minimizada? Qual é o ganho de estado estacionário para a malha de composição do destilado quando a malha de composição da base está fechada?

Dada a matriz de funções de transferência abaixa, determine o melhor emparelhamento entre as malhas e projete os desacopladores adequados.

Avaliar a RGA, e sugerir um esquema de emparelhamento para o seguinte processo:

Um processo tem duas variáveis controladas que são afetadas por duas variáveis manipuladas e um distúrbio . As funções de transferência são:

Onde:

1. Calcule os ganhos relativos e selecione o correto emparelhamento para o sistema.
2. Projete os desacopladores para este sistema.

Na coluna de destilação da figura abaixo os fluxos de refluxo e de vapor para o refervedor são manipulados para controlar as purezas do produto destilado e da base. Testes em degrau de malha aberta em cada uma dessas variáveis manipuladas resultam nas seguintes funções de transferência:

One é a composição da porção pesada no destilado, é a composição da porção leve na base, em , e e são os sinais para as válvulas de refluxo e de vapor em . Os parâmetros de tempo estão em horas.

1. Calcule os ganhos relativos para este sistema e determine o modo correto de emparelhar as variáveis controladas e manipuladas. As malhas se ajudam ou lutam entre si?
2. Faça o diagrama de blocos e o projeto dos desacopladores para este sistema.

Dado o sistema abaixo, calcule a RGA do sistema.

Dada a matriz de ganhos em malha aberta determine o melhor emparelhamento entre as malhas.