Análise e Desenvolvimento de Algoritmos de Controle para Redes Ópticas

Amanda Spagolla; Fabio Renan Durand

doi:10.20906/CPS/SICITE2015-0831

Resumo

Atualmente, a transmissão de dados em alta velocidade é realizada por sistemas de fibras ópticas que, em geral, são constituídos por uma fonte de luz, a própria fibra e um detector de luz. Para estes sistemas, as fontes de laser utilizadas são quase exclusivamente diodos laser semicondutores. Diante disto, estudos relacionados ao controle das grandezas do diodo laser se tornam muito pertinentes. O propósito deste trabalho é realizar o controle da potência de um diodo laser por meio do controlador Proporcional Integral Derivativo (PID), que embora seja uma técnica de controle clássica, ainda é empregado em mais da metade dos controladores industriais. O modelo no espaço de estados utilizado para representar a dinâmica do sistema foi obtido por meio da linearização das equações de taxa da densidade de fótons e de portadores do laser, ambas presentes na literatura. Entretanto, para realizar o controle propriamente dito, converteu-se o espaço de estados na função transferência. A sintonia do controlador, processo que consiste em determinar quais são os valores dos ganhos que garantem o comportamento desejado do sistema, é feita por um algoritmo genético (AG), técnica heurística de otimização, cuja função objetivo visa minimizar o erro em regime, retornando diversas combinações dos parâmetros do controlador PID. Ao final, faz-se uma comparação entre a sintonia obtida pelo AG e a realizada pelo segundo método de Ziegler-Nichols (sintonia clássica), da qual conclui-se que o AG apresenta um melhor desempenho, uma vez que, por meio de simulações, foi possível verificar que a saída gerada pelo sistema sintonizado pelo AG, diferentemente do sintonizado pelo método de Ziegler-Nichols, consegue seguir as referências inseridas no sistema.

Palavras-chave: Diodo laser; PID; algoritmo genético