Implementação de uma Bancada Experimental de um Sistema de Dois Tanques

Abstract

Neste trabalho é realizada a construção e testes de uma bancada experimental desenvolvida para experimentos práticos na disciplina de Sistemas de Controle do curso de Engenharia de Controle e Automação da Universidade Federal de Santa Catarina. A bancada consiste em um sistema de controle de nível de dois tanques, sendo um deles de dinâmica não linear. A fim de demonstrar o efeito de atrasos de transporte no controle de sistemas, atrasos artificiais foram inseridos no sistema e, para lidar com os mesmos, um preditor de Smith foi adicionado à estrutura de controle. A lógica de controle do sistema foi programada utilizando o software Labview, assim como sua interface de usuário. Para validar a estrutura de controle criada e a possibilidade do uso da bancada em experimentos didáticos, testes em malha fechada foram feitos, com objetivo de controlar o nível do tanque e rejeitar perturbações inseridas, além de lidar com os atrasos no sistema. Os resultados obtidos indicam que a estrutura de controle desenvolvida é capaz de controlar o sistema, mostram os grandes efeitos dos atrasos no sistema e a efetividade do preditor de Smith em lidar com os mesmos.

In this study, the construction and testing of an experimental bench developed for practical experiments in the course of Control Systems of the Control and Automation Engineering Course of the Federal University of Santa Catarina is carried out. The bench consists of a level control system of two tanks, one of which has non-linear dynamics. In order to demonstrate the effect of transport delays on controlled system, artificial delays were introduced into the system and, to deal with them, a Smith predictor was added to the control structure. The system’s control logic was programmed using the Labview software, as well as its user interface. To validate the created control structure and the possibility of using the bench in didactic experiments, closed-loop tests were carried out, with the objective of controlling the tank level and rejecting disturbances, in addition of dealing with the delays in the system. The results obtained indicate that the developed control structure is able to control the system, they show the major effects of delays in the system and the effectivness of the the Smith predictor in dealing with them.