SIMULAÇÃO DE CONTROLADORES DO TIPO PROPORCIONAL E INTEGRAL APLICADOS A UM MODELO DE BIOREATOR NÃO LINEAR

Abstract

Os biorreatores são sistemas utilizados para converter matérias-primas em produtos, sendo vitais para diferentes processos industriais. Os processos de reação nestes sistemas possuem dinâmica não linear, e podem apresentar comportamento instável dependendo do ponto de operação selecionado. Desta forma, foi realizado um estudo simulado de um sistema de controle de um biorreator contínuo instável, baseado no projeto de um controladores do tipo proporcional e integral (PI). Foi realizada a linearização das equações que descrevem o comportamento do biorreator em torno de um ponto de equilíbrio estável para o projeto pelo método de posicionamento de pólos, e a curva de resposta foi utilizada para projeto pelos métodos de Ziegler-Nichols e Cohen-Coon. As respostas em malha fechada para os três controladores foram obtidas, demonstrando que o projeto pelo método de posicionamento de pólos resultou em um sistema instável em malha fechada, porém os controladores desenvolvidos pelos métodos Ziegler-Nichols e Cohen-Coon foram capazes de controlar o sistema em torno do valor desejado, mantendo seu desempenho para uma variação de 10% no valor dos parâmetros do modelo, e também foram capazes de rejeitar um distúrbio do tipo degrau aplicado à variável manipulada, demonstrando que métodos simples de projeto podem ser aplicados para resolver este problema de controle.