Metaheurísticas aplicadas na sintonia de controladores PID: estudo de casos

Os controladores do tipo Proporcional, Integral e Derivativo, comumente denominados de PID, são largamente utilizados no controle de processos industriais, tanto em sistemas monovariáveis quanto em sistemas multivariáveis. Hoje, cerca de 95% dos controladores utilizam este tipo de estrutura na indústria. O grande problema é que grande parte deles estão mal sintonizados, comprometendo em muitos casos o desempenho de malhas industriais. Neste trabalho é apresentada uma revisão geral sobre os algoritmos inspirados na natureza, Simulated Annealing e Algoritmos Genéticos (fundamentos, características, parâmetros, operadores) e sua aplicação ao problema da sintonia de controladores PID monovariáveis e multivariáveis. É estabelecida, através de estudo de casos, uma análise comparativa entre estas sintonizações com metaheurísticas e os métodos consagrados na literatura em aplicações industriais convencionais, utilizando como função de avaliação o índice Integral do Erro Absoluto ponderado pelo Tempo (ITAE). O trabalho também propõe o estudo de controladores PID através de Algoritmos Genéticos Multiobjetivos, que satisfaçam dois critérios de desempenho: overshoot e o índice de desempenho Integral do Erro Quadrático ponderado pelo Tempo (ITSE). Conforme demonstrado pelos resultados obtidos, pode-se afirmar que a metaheurística Algoritmos Genéticos é um método eficiente e confiável para a otimização de problemas de sintonia de controladores PID.