Sistema de controle de velocidade para motor CC com supervisórios local via MQTT remoto em nuvem: análise de métodos de sintonia

Abstract

Este trabalho tem como objetivo comparar o desempenho de diferentes métodos de sintonia de controladores PID aplicados ao controle de velocidade de um motor de corrente contínua (CC). Para viabilizar essa análise, foi desenvolvido um sistema de controle digital implementado na plataforma ESP32 e integrado a duas interfaces de supervisão: uma local, construída com Node-RED e broker MQTT, e outra remota, desenvolvida por meio da plataforma Firebase Studio e hospedada na Vercel. O modelo matemático da planta (motor) foi identificado experimentalmente a partir da resposta ao degrau, permitindo sua representação como um sistema de primeira ordem com atraso. A partir dessa modelagem, aplicaram-se os métodos de Ziegler-Nichols, Cohen-Coon e Controle por Modelo Interno (IMC), cujos parâmetros foram inicialmente testados em simulações no ambiente Scilab/Xcos e, em seguida, validados em experimentos práticos. A análise considerou indicadores de desempenho como tempo de subida, tempo de acomodação e sobressinal, possibilitando avaliar de forma comparativa a eficácia de cada técnica de sintonia. Os resultados evidenciaram diferenças significativas no comportamento do sistema conforme o método adotado, destacando as vantagens e limitações de cada abordagem. Além disso, o sistema de controle desenvolvido demonstrou ser funcional, de baixo custo e aplicável a contextos de automação industrial, permitindo operação local e remota de forma integrada e em tempo real.