Desenvolvimento de um controlador PID-Fuzzy para o controle de nível de água de um pressurizador de um reator nuclear

Abstract

Usinas nucleares são sistemas físicos de natureza não-linear. E, devido as grandes variações de potência no regime de trabalho, um regime transitório se desenvolverá onde a pressão e a temperatura média do circuito primário irão sofrer variações significativas. Com a finalidade de inibir variações de pressão e manter o sistema pressurizado, o Pressurizador tem a função de controlar as variações que ocorrem no sistema primário do reator. Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um Controlador PID (Proporcional Integral Derivativo) baseado em lógica Fuzzy para atuação em um Pressurizador de um Reator Nuclear de Água Pressurizada. Um Controlador Fuzzy foi desenvolvido através do processo de fuzzificação, inferência e defuzzificação das variáveis de interesse para um Pressurizador, em seguida este controlador foi acoplado a um Controlador PID formando um Controlador PID regido pela lógica Fuzzy, ou seja, um Controlador PID-Fuzzy. Este foi, validado experimentalmente em uma Planta de Simulações no qual foram atribuídos transitórios semelhantes à um Pressurizador de um Reator Nuclear, observado e ajustado para melhores respostas e resultados. Os resultados desta validação foram comparados com Controladores Simples (on/off) e PID, também de forma experimental. Após a validação o Controlador PID-Fuzzy foi desenvolvido para atuar no Código MODPRESS, que simula matematicamente o Pressurizador NEPTUNUS de um Reator. Neste Código também foi feita uma comparação entre os Controladores PID e o Controlador PID-Fuzzy. Os resultados obtidos demonstraram que o Controlador PID-Fuzzy apresentou melhor desempenho e precisão, com respostas suaves, o que representa menor stress mecânico, agregando maior robustez na condução e controle do Pressurizador, dando mais confiabilidade e segurança no Reator Nuclear