Projeto de controladores PID com meta-heurísticas de inspiração natural e biológica

Dissertação de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresEste trabalho tem como principal foco a sintonia de controladores proporcionais, integrativos e derivativos (PID), que são extensivamente utilizados em aplicações de controlo industrial. A popularidade deste tipo de controladores advém da sua simplicidade e do seu desempenho robusto numa alargada gama de sistemas. Dada a relevância deste tipo de controlo em termos de aplicabilidade, o desenvolvimento de novas técnicas de sintonia é importante. As técnicas ditas de inspiração natural e biológica têm sido utilizadas com sucesso para o efeito. Nesta dissertação, é apresentada uma revisão de um conjunto de meta-heurísticas de inspiração natural e biológica, incluindo as suas aplicações na resolução de problemas de Engenharia. A implementação da meta-heurística de Otimização dos Lobos Cinzentos (Grey Wolf Optimizer, GWO) para a sintonia de controladores PID é estudada. Foram realizadas diversas simulações em vários modelos, com diferentes técnicas, com o propósito de testar e analisar esta metodologia.This work main focus is the tuning of Proportional, Integrative and Derivative controllers (PID), which are extensively used in industrial control applications. The popularity of this type of controllers comes from it's simplicity and robust performance in a wide range of systems. Given the importance of this type of control in terms of applicability, the development of new tuning techniques is important. Techniques know as natural and biologically inspired have been successfully used for that purpose. This dissertation presents a review of a set of nature and biologically inspired metaheuristics, including their application in engineering problem solving. The Grey Wolf Algorithm (GWO) is applied to design PID controllers. Various simulations were conducted on several models with different techniques, for the purpose of testing and analyzing this methodology