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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/332
Tipo do documento: Dissertação
Título: Sintonia do filtro de Kalman para medição indireta das variáveis de estado no banho eletrolitico
Título(s) alternativo(s): Tunning of the Filter of Kalman for indirect measurement of the variable of state in the electrolytic bath
Autor: Braga, Carlos Augusto Pereira
Primeiro orientador: Fonseca Neto, João Viana da
Resumo: O controle da concentração de alumina no banho de cubas eletroliticas é de vital importância para um rendimento eficiente do processo de produção de aluminio. Este controle tem por objetivo promover, em uma visão macro, um retorno justificável perante ao planejamento global das metas de produção de uma fábrica de aluminio. O desenvolvimento de uma metodologia baseada no ajuste dos ganhos de um filtro tipo Kalman Padrão é o principal enfoque cientifico e tecnológico desta pesquisa. A sintese da metodologia é a implementação do filtro de Kalman Padrão e Escalar em um computador que controla a quantidade de alumina no banho eletrolitico. Considera-se as restrições de software e de hardware na implantação do algoritmo de Kalman no sistema que executa o controle de processo por computador. Desenvolve-se um modelo de sintonia do filtro de Kalman utilizando-se o principio da dualidade das matrizes Q e R. O objetivo é estabelecer um conjunto de ganhos que representem da melhor forma a quantidade de alumina dentro da cuba. Assim, faz-se uma análise considerando-se mudanças nas matrizes Q e R, e apresenta-se os resultados obtidos. Analisa-se a largura de banda do filtro, verificando-se diminuição ou aumento de banda na medida que as matrizes Q e R sofrem alterações em seus elementos. As estratégias de monitoramento são verificadas para diversas situações de operação(dinâmica) da planta, e as variações paramétricas do modelo são levadas em consideração para garantirmos uma operação robusta e estável do filtro. O desempenho do filtro é verificado em paralelo com um sistema de filtragem e de controle historicamente utilizados na estimação do percentual de alumina no banho eletrolitico.
Abstract: A tunning model for Kalman filter based on QR duality principle is presented to measure the state variables of the electrolytic bath in aluminium production cells. The main goal is to establish a set of filter gains that better represents the percentual of alumina in the bath. The filter bandwidth tunning is performed by increasing or decreasing the filter bandpass from the Q and R variations. The design and analysis of the Q and R covariance matrices are performed to find a pattern of the resistance variations that could be associated with the alumina concentration in the bath. The technical solution encloses on-line evaluation of the Kalman filter in order to prove its capableness of response when used to control real production cells. The Standard Kalman is coded upon a scalar form to reduce the use of computing resources when the filter is processed. The line current and pot voltage are directly read from the hardware interface and then converted in a third variable, the resistance, which is used to infer the alumina concentration in the bath. Moreover, the filter implementation goes in the direction of practical aspects limits of the indirect measurement system implementations, its robustness is appraised by observability, roundo® and modeling errors.
Palavras-chave: Filtro de Kalman
ajuste
cuba
alumina
banho eletrolitico
Principio da Dualidade QR
Kalman fillter
tunning
production cell
alumina
indirect measurement
electrolytic bath
QR duality principle
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: Engenharia
Programa: PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE
Citação: BRAGA, Carlos Augusto Pereira. Tunning of the Filter of Kalman for indirect measurement of the variable of state in the electrolytic bath. 2008. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Federal do Maranhão, São Luis, 2008.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede2:8080/tede/handle/tede/332
Data de defesa: 7-Abr-2008
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE

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