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dc.contributor.advisorSecchi, Argimiro Resende-
dc.contributor.authorDelou, Pedro de Azevedo-
dc.date.accessioned2021-01-29T14:55:55Z-
dc.date.available2023-12-21T03:07:23Z-
dc.date.issued2019-08-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11422/13587-
dc.description.abstractElectric Submersible Pumps (ESPs) are one of the most widespread oil artificial lifting technologies for deepwater exploration. In the operation of an ESP there is a large number of parameters that must be monitored and held within operational constraints in order to guarantee stable and optimal operation. Model predictive control (MPC) is one of the strategies able to guarantee stable and optimal operation with constraints handling. Previous literature has proposed the use of linear MPC based on system identification, however no adaptive strategy has been employed to overcome system nonlinearities, instead a single internal model has been used. Moreover, all previous works have considered relevant system variables measurements to be available. In this dissertation, the problem of losing measurements of the state variables due to the aggressive subsea environment is addressed. We show that a non-adaptive single linear model strategy lacks in quality for state estimation and a robust MPC is not possible under this configuration. Therefore, an adaptive MPC coupled with Kalman Filter is proposed and three adapting strategies are compared. Two scheduling strategies based on linear interpolation of a set of local models are proposed and compared to successive linearization. All strategies guarantee internal model accuracy and stability over the whole operational range. The proposed scheduling strategies presented a similar performance compared to the successive linearization strategy, avoiding the need of obtaining a local linear model at each sampling time by interpolating among a number of linear models previously obtained by identification instead. In addition, a parameter estimation strategy is proposed and coupled to the MPC scheme so that measurement and model structural uncertainties are overcome.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio de Janeiropt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAdaptive controlpt_BR
dc.subjectModel predictive controlpt_BR
dc.subjectModel schedulingpt_BR
dc.subjectKalman filterpt_BR
dc.subjectRobust controlpt_BR
dc.subjectElectrical submersible pumppt_BR
dc.subjectArtificial liftpt_BR
dc.titleAdaptive model predictive control applied to submersible pump lifted wellspt_BR
dc.title.alternativeControle preditivo adaptativo aplicado a bomba submersível para elevação de poçospt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3710340061939187pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3708389275899189pt_BR
dc.contributor.advisorCo1Souza Júnior, Maurício Bezerra de-
dc.contributor.advisorCo1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4530858702685674pt_BR
dc.contributor.referee1Peixoto, Alessandro Jacoud-
dc.contributor.referee2Campos, Mario Cesar Mello Massa de-
dc.description.resumoBombas Elétricas Submersíveis (ESPs) são uma das tecnologias de elevação artificial de óleo mais difundidas para exploração em águas profundas. Na operação de uma ESP existe um grande número de parâmetros que devem ser monitorados e mantidos dentro de restrições operacionais com o objetivo de manter uma operação estável e ótima. Controle preditivo baseado em modelo (MPC) é uma das estratégias utilizadas para tal fim. Literaturas prévias propuseram o uso de MPC linear baseado em identificação, contudo nenhuma estratégia foi empregada para contornar as não linearidades do sistema, em vez disso o uso de apenas um modelo linear interno vem sendo empregado, além de considerar todas as variáveis relevantes do sistema com medidas disponíveis. Neste trabalho, o problema de perda das medidas das variáveis de estado é abordado. É mostrado que uma estratégia não-adaptativa, com um único modelo interno, carece de qualidade na estimação dos estados, e um MPC robusto não é possível com tal configuração. Portanto, um MPC adaptativo acoplado com filtro de Kalman é proposto e três estratégias de adaptação são comparadas. Duas estratégia de chaveamento baseada em interpolação de modelos locais são propostas e comparadas com a linearização sucessiva. Todas as estratégias garantem a acurácia e estabilidade do modelo interno em todo o intervalo de operação. As estratégias apresentaram uma performance similar à linearização sucessiva, evitando a necessidade de obtenção de um modelo linear local em cada tempo de amostragem através da interpolação entre um número de modelos lineares obtidos por identificação. Por fim, uma estratégia de estimação de parâmetros é proposta e acoplada ao MPC com o objetivo de contornar as incertezas de medida e as incertezas estruturais de modelo.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenhariapt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFRJpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.embargo.termsabertopt_BR
Appears in Collections:Engenharia Química

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