Projeto Doutorado do grupo: Higor monteiro
Este projeto investiga a implementação prática e a comparação entre controladores PID clássico — um sistema de controle com realimentação ou malha fechada — e o controlador PID fracionário (FOPID ou PI$^{\lambda}$D$^{\mu}$) aplicados a sistemas térmicos e/ou luminosos, utilizando plataformas embarcadas como o Arduino.
O microcontrolador Arduino é um dispositivo no qual o processador e seus periféricos estão “embutidos” na placa, sendo versátil, de baixo custo e fácil programação. Tal característica tem favorecido sua adoção em robótica, instrumentação eletrônica e, mais recentemente, em processos industriais.
Focado em duas aplicações principais — controle de luminosidade com LED RGB/LDR e regulação térmica em banho-maria —, o estudo busca superar as limitações do PID tradicional em sistemas complexos por meio do Cálculo Fracionário, o qual emprega derivadas e integrais de ordem não inteira ($\lambda$, $\mu$) para aprimorar o desempenho de processos com memória ou comportamento não linear.
A metodologia combina modelagem matemática, simulação computacional e implementação física, com ênfase na sintonia de parâmetros via algoritmos de otimização e na avaliação comparativa de métricas como tempo de resposta, {\it overshoot} e consumo energético.
Os resultados esperados incluem a demonstração da superioridade do controlador FOPID em termos de precisão, estabilidade e eficiência energética, validando seu potencial para aplicações industriais e laboratoriais. Além de contribuir para o avanço da teoria de controle, o projeto visa desenvolver materiais didáticos e explorar possibilidades de patenteamento, destacando-se pela abordagem prática que considera desafios reais como atrasos, saturações e restrições de {\it hardware}.
O projeto apresenta caráter original ao propor implementações práticas de controladores fracionários (FOPID) em sistemas embarcados de baixo custo (Arduino/STM32), aspecto ainda pouco explorado na literatura, que em geral se limita a simulações. O diferencial reside na integração entre rigor matemático (Cálculo Fracionário), implementação experimental e aplicações reais, incluindo iniciativas de extensão comunitária, como o controle térmico em processos de pasteurização artesanal.
Início do trabalhos: Implementação do FOPID em sistema ótico com plataforma embarcada arduíno
