Implementação de controlador feedfordward para minimização dos efeitos das pertubações externas de uma estufa agrícola

Abstract

Este estudo investiga a implementação de controladores feedforward para minimizar os efeitos das perturbações climáticas em estufas agrícolas, com ênfase em regiões de clima adverso, como o Nordeste brasileiro. Trata-se de uma pesquisa aplicada que combina modelagem matemática, simulação computacional e análise comparativa de estratégias de controle. Foram avaliados diferentes métodos, incluindo abordagens clássicas e técnicas avançadas, como Internal Model Control (FF IMC) e Closed-Loop (FF CL), além de modelos não iterativos como Generalized (FF Gen) e Low-order Feedforward Controller (FF LFC) utilizando modelos FOPDT (First Order Plus Dead Time) para representar a dinâmica térmica da estufa. Os resultados foram analisados por métricas de erros: IAE (Integral Absolute Error), ISE (Integral Square Error), ITAE (Integral Time-Absolute Error) e ITSE (Integral Time-Square Error) visando mostrar a melhor técnica orientada para determinada perturbação. As perturbações mensuráveis no sistema foram a temperatura externa, radiação solar e velocidade do vento de forma a analisar a temperatura interna dentro da estufa agrícola. A integração de controladores PI (Proporcional-Integrativo) com controlador feedforward demonstrou ser uma solução robusta, capaz de lidar eĄcientemente com as perturbações do sistema, contribuindo para a minimização das variações de temperatura e favorecendo uma potencial otimização energética e promoção de uma agricultura sustentável.