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Inicialização de Modelos CDU

No início da simulação dinâmica, o Anatem realiza a inicialização de cada modelo CDU a partir de variáveis conhecidas do caso de regime permanente para a determinação do valor inicial de todas as variáveis internas dos controladores.

De forma geral, o procedimento de inicialização adotado pelo Anatem é ilustrado na Fig. 73:

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Fig. 73 Fluxograma de inicialização de modelos CDU.

Este algoritmo pode ser enumerado nas seguintes etapas:

1 - Tentar inicializar variáveis a partir de DEFVAL;

2 - Tentar inicializar variáveis de saída de bloco IMPORT a partir de sinais externos conhecidos;

3 - Tentar inicializar variáveis de entrada de bloco EXPORT a partir de sinais externos conhecidos;

4 - Verificar redundância na inicialização de blocos (redundância significa que a inicialização do bloco está atribuindo um valor a uma variável já inicializada);

Erro

Se houver redundância e se o valor desejado e o já existente forem diferentes (acima de uma certa tolerância), emitir mensagem de erro e parar o programa indicando que há inconsistência nas condições iniciais.

5 - Tentar inicializar variáveis com DEFVAL pendente (depende do valor de um sinal ou do valor de outra variável que ainda não tenha sido determinada);

6 - Pesquisar blocos candidatos à inicialização e colocá-los numa lista;

Importante

  • blocos PROINT: com saída, entrada e limites conhecidos;

  • blocos WSHOUT: com saída, entrada e limites conhecidos;

  • bloco LIMITA/LEDLAG:

    • entrada e limites conhecidos/ saída desconhecida;

    • limites e saída conhecidos/ entrada desconhecida;

  • outros blocos:

    • entradas conhecidas/ saída desconhecida;

    • saída e n-1 entradas conhecidas/ 1 entrada desconhecida;

7 - Se não há blocos candidatos à inicialização, colocar na lista:

Importante

  • PROINT: com saída e limites conhecidos e entrada desconhecida;

  • WSHOUT: com entrada e limites conhecidos e saída desconhecida;

8 - Se ainda não há blocos candidatos à inicialização:

Importante

  • Pegar o primeiro bloco PROINT com entrada desconhecida e fazê-la igual a zero ou

  • Pegar primeiro bloco WHSOUT com saída desconhecida e fazê-la igual a zero;

  • Voltar ao item (4)

9 - Se não há blocos candidatos à inicialização e ainda faltam blocos para serem inicializados: emitir mensagem de erro e a lista de blocos já inicializados e parar o programa; Se existirem blocos na lista de inicialização, seguir para o próximo passo.

10 - Processar blocos na lista de inicialização;

Importante

Inicializar blocos e calcular variáveis correspondentes.

11 - Se ainda restarem blocos não inicializados, voltar ao item (4). Do contrário, emitir a lista de blocos PROINT/WHSOUT/POL(S) com inicialização duvidosa;

12 - Fim da inicialização com sucesso.

Sentido de Inicialização de CDUs

O Anatem adota atualmente um processo de inicialização bloco a bloco para os CDU’s. Em algumas situações pode ocorrer de não ser possível inicializar todos os blocos automaticamente, sem o fornecimento de informações adicionais por parte do usuário. Existem dois casos típicos, que são mostrados a seguir:

Inicialização da entrada para a saída (CDU)
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Fig. 74 Sistema com realimentação - inicialização da entrada para a saída.

Na figura acima, os blocos com ganhos \(K_1\) e \(K_2\) podem ser um conjunto de blocos em série, onde \(K_1\) e \(K_2\) seriam os ganhos em regime permanente, equivalentes às respectivas sequências de blocos. O valor de \(X_1\) é conhecido, mas não os de \(X_2\), \(X_3\) e \(X_4\). Não é possível determinar a priori estes valores pois na equação do bloco somador há duas incógnitas (\(X_2\) e \(X_4\)). Porém, se o bloco somador e os dois blocos de ganho fossem resolvidos simultaneamente poderíamos obter o valor da variável \(X_3\) pela expressão. Desta forma se acrescentarmos um bloco com o ganho e com entrada \(X_1\) e saída \(X_5\), como mostrado abaixo, podemos utilizar a saída deste bloco para inicializar a variável \(X_3\), após o que o programa conseguirá calcular as variáveis restantes (\(X_2\) e \(X_4\)).

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Fig. 75 Sistema com realimentação - inicialização da entrada para a saída.

Inicialização da saída para a entrada (CDU)
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Fig. 76 Sistema com caminhos paralelos - inicialização da saída para a entrada.

Na figura acima, os blocos com ganhos \(K_1\) e \(K_2\) podem ser um conjunto de blocos em série, onde \(K_1\) e \(K_2\) seriam os ganhos em regime permanente, equivalentes às respectivas sequências de blocos. O valor de \(X_4\) é conhecido, mas não os de \(X_1\), \(X_2\) e \(X_3\). Não é possível determinar a priori estes valores, pois na equação do bloco somador há duas incógnitas (\(X_2\) e \(X_3\)). Porém, se o bloco somador e os dois blocos de ganho fossem resolvidos simultaneamente poderíamos obter o valor da variável \(X_1\) pela expressão. Desta forma se acrescentarmos um bloco com o ganho, com entrada \(X_4\) e saída \(X_5\), como mostrado abaixo, podemos utilizar a saída deste bloco para inicializar a variável \(X_1\), após o que o programa conseguirá calcular as variáveis restantes (\(X_2\) e \(X_4\)).

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Fig. 77 Sistema com caminhos paralelos - inicialização da saída para a entrada.

Exemplo de Inicialização de CDUs

Para ilustrar o processo de inicialização de CDU, considere o regulador de tensão da Fig. 78

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Fig. 78 Exemplo de inicialização de CDU de regulador de tensão.

A inicialização deste CDU seguirá as etapas apresentadas no fluxograma de inicialização da Fig. 73, e o passo a passo deste procedimento é ilustrado nas figuras a seguir:

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Fig. 79 Inicialização de CDU - Passo 1.

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Fig. 80 Inicialização de CDU - Passo 2.

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Fig. 81 Inicialização de CDU - Passo 3.

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Fig. 82 Inicialização de CDU - Passo 4.

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Fig. 83 Inicialização de CDU - Passo 5.

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Fig. 84 Inicialização de CDU - Fim da inicialização.