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- Técnicas preditivas aplicadas a controlo de processosPublication . J. Costa, S.; Igreja, José Manuel Prista do Valle Cardoso; Gomes, João Fernando PereiraA necessidade que as indústrias têm, hoje em dia, de lidar com processos cada vez mais complexos, onde a quantidade de variáveis a controlar e restrições processuais a impor aumentou exponencialmente nas últimas décadas. Uma maior competitividade e eficiência, lado-a-lado com a redução de custos, proporcionou à comunidade científica e industrial explorar mais profundamente o controlo de processos, com vista à construção de técnicas avançadas para fazer face a estas exigências. O controlo preditivo baseado em modelos - MPC- engloba diversas classes de controladores que utilizam algoritmos de predição/previsão e modelos matemáticos representativos do sistema, que juntamente com restrições processuais permitem operar junto de referências e tornar o controlo mais eficiente e seguro. O sucesso do MPC nos sistemas lineares com restrições deve-se, sobretudo, ao facto de reduzir o problema de optimização a um problema de programação quadrática, de fácil implementação e resolução. Além do mais, trata-se de um tipo de controlo bastante flexível e, ao mesmo tempo, mais robusto que o controlo clássico ou convencional, já que pode lidar com processos multivariáveis sem precisar de alterações significativas na sua construção. Neste trabalho aplicam-se técnicas de controlo preditivo a processos não lineares multivariáveis. Estuda-se, ainda, o desempenho desta classe de controladores comparando-a com técnicas de controlo convencional. Nomeadamente, estuda-se um sistema de três tanques em que o caudal é manipulado através de válvulas com característica não linear. O processo é modelado através de princípios de conservação e é validado por um conjunto real de ensaios que permitiu, ainda, obter experimentalmente a característica das válvulas. O modelo validado permitiu desenvolver um controlador preditivo multivariável para controlar os níveis da instalação. Demonstra-se que os controladores preditivos apresentam grandes vantagens em relação ao controlo clássico com malhas independentes.
- Fluorescent bis-calix[4]arene-carbazole conjugates: synthesis and inclusion complexation studies with fullerenes C-60 and C-70Publication . Barata, Patrícia; Costa, Alexandra I.; Costa, Sérgio; Prata, José V.Supramolecular chemistry has become a central theme in chemical and biological sciences over the last decades. Supramolecular structures are being increasingly used in biomedical applications, particularly in devices requiring specific stimuli-responsiveness. Fullerenes, and supramolecular assemblies thereof, have gained great visibility in biomedical sciences and engineering. Sensitive and selective methods are required for the study of their inclusion in complexes in various application fields. With this in mind, two new fluorescent bis-calix[4]arene-carbazole conjugates (4 and 5) have been designed. Herein, their synthesis and ability to behave as specific hosts for fullerenes C-60 and C-70 is described. The optical properties of the novel compounds and their complexes with C-60 and C-70 were thoroughly studied by UV-Vis and steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopies. The association constants (K-a) for the complexation of C-60 and C-70 by 4 and 5 were determined by fluorescence techniques. A higher stability was found for the C-70@4 supramolecule (K-a = 5.6 x 10(4) M-1; Delta G = -6.48 kcal/mol). Evidence for the formation of true inclusion complexes between the host 4 and C-60/C-70 was obtained from NMR spectroscopy performed at low temperatures. The experimental findings were fully corroborated by density functional theory (DFT) models performed on the host-guest assemblies (C-60@4 and C-70@4).
- Nonlinear control for infinite-dimensional process systems: fault-tolerant distributed application for heat exchangersPublication . Costa, Sérgio; Igreja, José; Mota, J. P.; Lemos, J. M.In this work a robust pointwise min-norm controller is developed as a stabilizing solution for a transport-reaction phenomena process, described by nonlinear partial differential equations. The control solution is further combined with adaptation for robustness to parametric uncertainty. The application of centralized and fault-tolerant distributed control versions is accounted for a countercurrent heat exchanger and documented in a series of simulations.