Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Controle de uma Turbina a Gás Aeroderivada Aplicada na Propulsão de Navios

Kleberson Meireles de Lima

Abril/2014

Orientador:

Ramon Romankevicius Costa

Programa:

Engenharia Elétrica

      Apresenta-se neste trabalho o controle de velocidade de uma turbina a gás aplicada na propulsão de um navio. Inicialmente, são apresentados os componentes principais das turbinas e alguns modelos para este tipo de equipamento. Cada modelo se mostra mais adequado para um determinado tipo de aplicação, visto que as possibilidades de utilização dessas máquinas térmicas são bastante variadas, desde aplicações em geração de energia elétrica a propulsão de aeronaves. Em seguida, as principais estratégias de controle utilizadas em turbinas a gás são discutidas, em particular, o controle PID e esquemas adaptativos diretos e indiretos. Depois desta etapa, é apresentado um modelo não linear específico para o caso de uma turbina aplicada na propulsão de um navio de guerra. Além disso, um problema de controle é exposto: devido à ampla faixa de operação das turbinas a gás, um controlador PID não consegue atender ao especificado. Logo, um controlador mais elaborado é necessário. A partir disto, são propostos dois controladores, sendo um PI e um PI Adaptativo. O controlador PI é projetado por meio de um processo de otimização, utiliza-se uma simulação que se assemelha aos testes de bancada realizados em fábrica. Já o PI adaptativo é projetado baseado em sistemas adaptativos com modelo de referência, usa-se a teoria de Lyapunov para a determinação de lei de adaptação. Em seguida os resultados para ambos os controladores são apresentados. A contribuição deste trabalho é aplicar, para o caso de uma turbina a gás, uma estratégia que combina a simplicidade e versatilidade de um controlador PID com os benefícios da utilização de uma estratégia adaptativa.