Rastreamento robusto de perfis de pressão ou de vazão em uma bancada de testes hidráulicos via controle de torque em modos deslizantes

• Main Author: Erlon Cavazzana
• Other Authors: Leonardo Antonio Borges Torres
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2007
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CZMA6

=== In this work a robust control system is developed aiming the tracking of flow or pressure pre-defined profiles, in a hydraulic test bench available in the Centro de Pesquisas Hidráulicas e Recursos Hídricos (CPH) at Universidade Federal de Minas Gerais. The hydraulic bench was previously built and only few modifications in its instrumentation were necessary. The bench is comprised by two induction motors driving centrifugal pumps at variable speed by means of commercial Frequency Inverters. The system to be controlled is inherently uncertain because it is used to test different hydraulic equipments by reconfiguring the hydraulic circuit connections. In order to couple with the uncertainties, a robust control system is proposed which is based on sliding mode control in order to guarantee a good tracking performance even for large variations on the hydraulic load, without resorting to controller tunning. The proposed control strategy is based on sensorless torque control resources for induction motors available in an commercial Frequency Inverter. To accomplish this control design, a white-box model was built and validated by means of static and dynamic tests. The developed system was tested in simulation and also implemented in practice. The obtained experimental results show that the control system is capable of tracking flow or pressure profiles, and that the technique can be used for variable speed control in water pumping systems.   === Neste trabalho desenvolveu-se um sistema de controle robusto para rastrear perfis de pressão ou de vazão em uma bancada de testes hidráulicos disponível no Centro de Pesquisas Hidráulicas e Recursos Hídricos (CPH) da Universidade Federal de Minas Gerais. A bancada de testes já havia sido previamente construída e foram necessárias poucas modificações em sua instrumentação para realização deste trabalho. Esta bancada é composta por dois motores de indução que acionam bombas centrífugas em velocidade variável por meio de inversores de freqüência comerciais. O sistema a ser controlado é inerentemente incerto, uma vez que o mesmo é utilizado para ensaios de diferentes equipamentos hidráulicos, conectados via um circuito hidráulico reconfigurável. Em função disto, apresenta-se neste trabalho o projeto e o desenvolvimento de um sistema de controle robusto via modos deslizantes capaz de garantir bom desempenho no rastreamento de perfis para ampla faixa de variação de carregamento hidráulico, sem a necessidade de sintonias freqüentes do controlador implementado. A estratégia de controle está fundamentada na utilização de recursos de controle de torque em modo sensorless (sem sensor de velocidade) para motores de indução, disponibilizados em um inversor de freqüência comercial. Para cumprir o objetivo de controle perseguido, um modelo caixa-branca foi construído e validado realizando-se testes estáticos e dinâmicos no sistema. O sistema desenvolvido foi testado em simulação e implementado na prática. Os resultados experimentais obtidos comprovaram a capacidade do sistema de controle de rastrear perfis e a viabilidade da proposta de controle apresentada para utilização em sistemas de bombeamento de água à velocidade variável.