Identificação de modelos não-lineares com estruturas NARX e Hammerstein-Wiener aplicados a uma planta de neutralização de pH [thesis]

Edwin Red Estofanero Larico
Primeiramente agradeço ao meu orientador, Prof. Claudio Garcia, pela oportunidade de fazer meu mestrado na área de sistemas de controle e me dar a oportunidade de trabalhar no Laboratório Controle de Processos Industriais, além disso, agradeço também pelo apoio acadêmico e suporte quando eu precisava resolver minhas dúvidas. pela amizade, paciência e tempo para conversar sobre alguns temas de controle que formavam parte da pesquisa. A todos os meus colegas e amigos do LCPI da USP, Marco
more » ... USP, Marco Stabilito, Walter Moreira Müller, Hadrien Desvages, Manuel Peréz, Victor Reyes, Waldomiro Monteiro, Fellipe Marques, Plinio Costa, Matheus Ferrazo, Diego Chavez, Aline Neves; aos meus colegas do Laboratório de Controle Aplicado da USP, Gabriel Pereira, Fabio Yukio, Arthur Castelo, Mateus Brugnoli pela amizade e apoio na área de controle; outros colegas da faculdade de Engenharia Elétrica como Carlos Prete, Josue Dantas, Walter Campos; amigos da Engenharia Mecânica como Gustavo Neto; amigos da Engenharia Química como Rafael Sencio, Matheus Guedes pelo apoio e revisão do meu trabalho. pela amizade que me ofereceram aqui no Brasil, e que se tornarão meus melhores amigos. Aos amigos feitos no CEPEUSP onde jogava futebol de quadra cada sábado, o qual serviu de distração semanal, aqui gostaria agradecer pela amizade a Mariana, Marco, Marcelo, Rodrigo, Hermano, Jainor, Bruno, Carlos, Leandro e Alonso. Em geral, quero agradecer pela amizade feita no Brasil com estudantes das diversas faculdades da USP. Principalmente quero agradecer aos meus pais Pedro e Lucrecia, irmãos Hugo e Susan, pelo seu incentivo e apoio constante para terminar o mestrado. Finalmente, a Deus pela tranquilidade e paz que sempre está disposto a me oferecer quando eu preciso. A todos, muito obrigado pela compreensão e apoio. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior -Brasil (CAPES) -Código de Financiamento 001. Palavras-Chave -Identificação de Sistemas não lineares, NARX, Hammerstein-Wiener, Planta de Neutralização de pH. ABSTRACT In this work it is studied the nonlinear identification to find the mathematical models of three process variables (Temperature, Level and pH) of a pH neutralization plant. The nonlinear structures NARX and Hammerstein-Wiener were used to describe the dynamics of these three variables and to determine the models that best represents each variable. These models are evaluated using cross-validation and compared using the FIT index of each model. The identification experiments were performed considering each variables as SISO system. The experimental part of this work was divided into two parts: pretest and identification test. The pre-test was performed for each of the three variables in open and closed loop, to obtain the first approximation of the model of each variable using a first order plus dead time transfer function and then to choose a transfer function for each variable and thereby to design the excitation signal parameters (sampling time, data collection time) from the settling time and the transfer function time constant. In the second part, the nonlinear identification tests in open and closed loop using PRBS and GMN signals were performed. For the closed-loop tests, a PI controller was used for each controlled variable. In this work also are presented the steps to identify a nonlinear system. Finally, the NARX and Hammerstein-Wiener models that were obtained are satisfactory, for the temperature and level variables were better when the system was excited with PRBS signal and in the case of the pH variable with GMN signal.
doi:10.11606/d.3.2020.tde-05042021-163157 fatcat:yf5demfwhzhdfa37doqy37sbn4