Modelagem caixa preta do tanque de aquecimento da planta didática SMAR PD3: uma atualização

Abstract

Este trabalho propõe a modelagem caixa-preta do tanque de aquecimento da planta SMAR PD3 (sistema) e o compara com o modelo teórico baseado na física do processo. O estudo se dá com a flutuação da temperatura da água no tanque (saída), de acordo com degraus de potência e vazão (entradas) aplicados no sistema. Os resultados apontam uma melhor performance dos modelos Box-Jenkins em relação aos demais, sob a ótica de dois critérios: análise de resíduos e do coeficiente de determinação. O modelo escolhido e o modelo baseado na física do processo apresentaram coeficiente de determinação médio de aproximadamente 90% e 80%, respectivamente, considerando 7 casos para validação. Além disso, o modelo proposto apresentou melhor desempenho estatisticamente significativo em todos os casos quando comparado com o modelo teórico.

This work proposes the black box modeling of the heating tank of the SMAR PD3 plant (system) and compares it with the theoretical model based on process physics. The study considers the water temperature fluctuation in the tank (output), according to power and flow (inputs) steps applied in the system. The results show a better performance of the Box-Jenkins models than the others, from the standpoint of two criteria: residue analysis and determination coefficient. The black-box model and a previous model based on the process physics obtained an average determination coefficient of approximately 90% and 80%, respectively, considering 7 cases for validation. In addition, the proposed model presented better statistically significant performance in all cases when compared to the theoretical model.