h2cin 11 B desacopladores

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EQE-487 – Controle e Instrumentação de Processos 
Escola de Química – UFRJ 
Profa. Ofélia de Q.F. Araújo 
 
DESACOPLADORES 
 
Processos multivariáveis podem apresentar interação. 
 
 
Em malha fechada, esta interação resulta em uma ação retaliatória de uma malha sobre a outra, 
configurando um “feedback escondido”: 
 
 
Vimos que, através de um emparelhamento bem planejado, a interação pode ser reduzida (com sorte 
eliminada). Porém, pode ser necessário adotar um esquema especial de controle para 
desacoplamento das malhas, visando reduzir as interações existentes. No desenvolvimento a seguir, 
para simplificar a análise, as válvulas e sensores são assumidos com função de transferência unitária 
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(GMi = KI/PGVi =1). O diagrama de blocos apresentado considera emparelhamento 1-1/2-2, com 
desacopladores (D21 e D12). 
 
 
 
Os desacopladores são projetados considerando que uma malha é uma perturbação de carga para a 
outra (na malha 1, L=M2GP12), como controladores feedforward. 
 
 
Projeto dos Desacopladores 
 
O desacoplador D21 é projetado para cancelar C21 (i.e., interação M1-C2). Para R2 = 0, a imposição 
C2 = 0 (i.e., cancelar C21): 
 
21112
21211122
2222
2221
0
 e 0
00,0
MGMGC
MMMMM
MCR
PP 


 
mas 
 
112121 MDM 
 
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logo 
 0)( 11212221 MDGG PP
)(
)(
22
21
 
 
21
sG
sG
D
P
P

 
 
O desacoplador D12 é projetado para cancelar C12 (i.e., interação M2-C1). 
 
22121
12122211
1111
1211
0
 e 0
00,0
MGMGC
MMMMM
MCR
PP 


 
mas 
221212 MDM 
 
logo 
 0)( 2212 1211 MGDG PP
)(
)(
11
12
 
 
12
sG
sG
D
P
P

 
Desenhando o diagrama de blocos com as válvulas e sensores: 
 
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Para situações em que os desacopladores obtidos são fisicamente não-realizáveis, aconselha-se o 
uso de desacopladores estáticos (obtidos fazendo s=0). 
 
 
 
Exemplo 
 
Dado 
 













 

110
6
112
3
18
2
14
5
)(
33
45
s
e
s
e
s
e
s
e
sG
ss
ss
P
 
 
 
)112(
)110(
5,0
14
5
18
2
5
4
12







s
s
s
e
s
e
D
s
s
, Unidade “lead-lag” 
 
 
 
s
s
s
e
s
s
s
e
s
e
D
18
14
25,0
110
6
112
3
3
3
12







, Fisicamente não realizável! 
Uma aproximação razoável é utilizar 
 
 18
14
25,012



s
s
D
. 
 
Notas 
 É possível utilizar desacopladores parciais (quando apenas uma das variáveis é de 
importante). 
 Para processos não-lineares, é possível adaptar os parâmetros dos desacopladores de acordo 
com o ponto operacional. 
 Os desacopladores sofrem a mesma crítica feita a controladores feedforward: são 
suscetíveis a erros de modelagem.