Controle Preditivo Explícito com Múltiplos Modelos para Acomodação de Falhas

Resumo

O desenvolvimento tecnológico tem permitido que os processos tenham um elevado desempenho em termos de confiabilidade, dependabilidade, manutenabilidade e outros requisitos de segurança, operação e ambientais. Para o caso em que o processo é crítico, em relação a estes requisitos, a ocorrência de falhas pode inviabilizar que os mesmos sejam alcançados. Como solução para este problema, pesquisas de diferentes estratégias para sistemas controlados tolerantes a falhas têm sido desenvolvidas no intuito de garantir que, dada a ocorrência de uma falha, os objetivos principais sejam alcançados. A estratégia conhecida como Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC) tem sido amplamente usada na indústria e, também, na implementação de abordagens tolerantes a falhas. Porém, o MPC é limitado pela demanda computacional exigida na solução do problema de controle ótimo em tempo real. Estratégias de controle preditivo na qual o problema de otimização é calculado a priori tem sido proposta para reduzir o esforço computacional. Este trabalho tem como objetivoo estudo e a implementação de estratégias MPC cujo problema de controle seja resolvido a priori. Serão investigadas abordagens multi-modelos de modo a atender determinados índices de desempenho que garantam o funcionamento do sistema dadas a ocorrência de uma falha. Serão consideradas ocorrências de falhas abruptas que serão diagnosticadas por um sistema apropriado. Os resultados serão comparados com o estado da arte e avaliados por meio de simulações computacionais e, como estudo de caso, a implementação no kit da empresa Quanser disponível no laboratório de controle por computador existente no ITA.