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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41285Registro completo de metadados
| Campo DC | Valor | Idioma |
|---|---|---|
| dc.creator | Fadel, Maria Eduarda da Silva | - |
| dc.date.accessioned | 2026-08-31T22:59:38Z | - |
| dc.date.available | 2026-08-31T22:59:38Z | - |
| dc.date.issued | 2026-03-24 | - |
| dc.identifier.citation | FADEL, Maria Eduarda da Silva. Sintonia de controladores PID usando planejamento experimental. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2026. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41285 | - |
| dc.description.abstract | This work presents the application of experimental design methodology to the tuning of a PID controller for a first-order plus dead-time system, whose transfer function represents a tank level control process. The initial tuning, obtained using the Ziegler–Nichols method (P = 82.8 PWM/cm, I = 20.7 s, and D = 82.8 s), with saturation applied to the manipulated variable, showed unsatisfactory performance, characterized by an overshoot of 87.2%, rise time of 5.560 s, integral of squared error (ISE) of 8.621 cm² s, and integral of the absolute manipulated variable of 8332.0 PWM s. In order to achieve an optimized tuning, a 2³ factorial design with a central point was developed to evaluate the influence of the proportional (P), integral (I), and derivative (D) parameters on overshoot, rise time, and ISE. From the experiments, response surface models were fitted for each performance metric. The model associated with ISE was used to guide the path of steepest descent, resulting in the parameters P = 83.7500 PWM/cm, I = 0.0179 s, and D = 44.4038 s. This new tuning reduced the overshoot to 36.7%, rise time to 4.176 s, ISE to 4.577 cm² s, and the integral of the absolute manipulated variable to 6537.5 PWM s, indicating lower pump actuation effort throughout the simulation. Additionally, the Minitab response optimizer was applied, yielding an optimal point close to that obtained by the steepest descent method, with similar performance and high composite desirability. These results confirm the effectiveness of experimental design as a tool for PID controller tuning. | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | pt_BR |
| dc.rights | openAccess | pt_BR |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.en | pt_BR |
| dc.subject | Controladores PID | pt_BR |
| dc.subject | Controle de processo | pt_BR |
| dc.subject | Controle automático | pt_BR |
| dc.subject | PID controllers | pt_BR |
| dc.subject | Process control | pt_BR |
| dc.subject | Automatic control | pt_BR |
| dc.title | Sintonia de controladores PID usando planejamento experimental | pt_BR |
| dc.type | bachelorThesis | pt_BR |
| dc.description.resumo | Este trabalho apresenta a aplicação da metodologia de planejamento experimental na sintonia de um controlador PID para um sistema de primeira ordem com tempo morto, cuja função de transferência representa um processo de controle de nível em tanques. A sintonia inicial, obtida pelo método de Ziegler–Nichols (P = 82,8 PWM/cm, I = 20,7 s e D = 82,8 s), com aplicação de saturação na variável manipulada, apresentou desempenho insatisfatório, caracterizado por overshoot de 87,2 %, tempo de subida de 5,560 s, integral do erro quadrático (ISE) de 8,621 cm² s e integral do valor absoluto da variável manipulada de 8332,0 unidades de PWM s. Com o objetivo de obter uma sintonia otimizada, foi estruturado um planejamento fatorial 2³ com ponto central, a fim de avaliar a influência dos parâmetros proporcional (P), integral (I) e derivativo (D) sobre o overshoot, o tempo de subida e o ISE. A partir dos experimentos, foram ajustados modelos de superfície de resposta para cada métrica de desempenho. O modelo associado ao ISE foi utilizado para conduzir o caminho de máxima descida, resultando nos parâmetros P = 83,7500 PWM/cm, I = 0,0179 s e D = 44,4038 s. Essa nova sintonia reduziu o overshoot para 36,7 %, o tempo de subida para 4,176 s, o ISE para 4,577 cm² s e a integral do valor absoluto da variável manipulada para 6537,5 unidades de PWM s, indicando menor esforço de atuação da bomba ao longo da simulação. Adicionalmente, o otimizador de respostas do Minitab foi aplicado, fornecendo um ponto ótimo próximo ao obtido pelo método do caminho de descida, com desempenho semelhante e elevada desejabilidade composta. Esses resultados confirmam a eficácia do planejamento experimental como ferramenta para a sintonia de controladores PID. | pt_BR |
| dc.degree.local | Toledo | pt_BR |
| dc.publisher.local | Toledo | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Schmitz, Jones Erni | - |
| dc.contributor.referee1 | Schmitz, Jones Erni | - |
| dc.contributor.referee2 | Figueiredo, Luis Felipe Minozzo | - |
| dc.contributor.referee3 | Almeida, Robson Luciano de | - |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.program | Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UTFPR | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | TD - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia | |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| sintoniacontroladorespidplanejamento.pdf | 1,27 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
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