Sintonia do filtro de Kalman para medição indireta das variáveis deestado no banho eletrolitico

by Pereira Braga, Carlos Augusto

O controle da concentração de alumina no banho de cubas eletroliticas é de vitalimportância 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 dealuminio. O desenvolvimento de uma metodologia baseada no ajuste dos ganhosde um filtro tipo Kalman Padrão é o principal enfoque cientifico e tecnológicodesta pesquisa. A sintese da metodologia é a implementação do filtro de KalmanPadrão e Escalar em um computador que controla a quantidade de alumina nobanho eletrolitico. Considera-se as restrições de software e de hardware na implantação do algoritmo de Kalman no sistema que executa o controle de processopor computador.Desenvolve-se um modelo de sintonia do filtro de Kalman utilizando-se oprincipio da dualidade das matrizes Q e R. O objetivo é estabelecer um conjuntode ganhos que representem da melhor forma a quantidade de alumina dentro dacuba. 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 Rsofrem alterações em seus elementos.As estratégias de monitoramento são verificadas para diversas situações deoperação(dinâmica) da planta, e as variações paramétricas do modelo são levadasem consideração para garantirmos uma operação robusta e estável do filtro. Odesempenho do filtro é verificado em paralelo com um sistema de filtragem ede controle historicamente utilizados na estimação do percentual de alumina nobanho eletrolitico.