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Sistemas de Controle - Conteúdo Programático

Departamento:física
Disciplina: princípio de sistemas de controle
Código: 03103
Duração: semestral
Sistema de Avaliação:sistema i
Carga horária: 60 h.a
Créditos: 4
Curso: eng. mecânica
Sem/Ano: 2002

EMENTA

Conceitos, definições, classificação, realimentação, descrição, terminologia, procedimentos de projeto e caracterização de sistemas. Resposta temporal e em freqüência. Critérios de estabilidade. Controles de malha aberta, fechada com realimentação de saída e fechada com realimentação de estado. Controles lógicos e digital.

PROGRAMA

UNIDADE 1

INTRODUÇÃO.

Conceitos, definições preliminares e classificação de sistemas de controle. Exemplos elementares de sistemas de controle.
Sistemas de controle com realimentação e descrição dos seus componentes.

UNIDADE 2

Terminologia e característica de desempenho dos sistemas de controle.
Procedimentos de projeto de sistemas de controle.

UNIDADE 3

Classificação e caracterização dos sistemas de controle.
MODELOS MATEMÁTICOS DE ELEMENTOS DE SISTEMAS DE CONTROLE.
Função de transferência, variável de estado e linearização.

UNIDADE 4

Elementos mecânicos: mola, amortecedor, inércia, sistemas equivalentes, impedância mecânica, fontes de força e mivimento, exemplos.
Elementos elétricos, resistência, capacitância, indutância, fontes de corrente e de voltagem, impedância elétrica, amplificador operacional, exemplos.

UNIDADE 5

Elementos hidráulicos, pneumáticos e térmicos. Analogia entre elementos.
Atuadores: motores DC e AC, servomotores hidráulicos, servoválvulas, atuadores eletrohidráulicos e tipo diafragma pneumático.

UNIDADE 6

MODELOS MATEMÁTICOS DE SISTEMAS DE CONTROLE.
Representação da função de transferência e variáveis de estado.
Definição e exemplos de sistemas de controle passivos, elétricos e hidráulicos.

UNIDADE 7

Pneumáticos e multivariáveis.
RESPOSTA TRANSIENTE DE SISTEMAS DE CONTROLE.
Representação de variáveis de estado. Solução de problemas de valor inicial.

UNIDADE 8

Resposta forçada de sistemas de ordem zero, um, dois e superior. Características de desempenho no domínio do tempo.
RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA DE SISTEMAS DE CONTROLE.
Função resposta em freqüência; Diagrama de BODE.

UNIDADE 9

Filtros, características de desempenho no domínio da freqüência. Modelamento para resposta em freqüência experimental.
CRITÉRIOS DE ESTABILIDADE.
Definições. Critérios de Routh e de Nyquist.

UNIDADE 10

Interpretação da estabilidade pelo método de localização das raízes.
CONTROLE DE MALHA ABERTA.
Distúrbio condensado; comando compensado; exemplos.

UNIDADE 11

CONTROLE DE MALHA FECHADA COM REALIMENTAÇÃO DE SAÍDA.
Tipos de sistemas; erros; leis de controle proporcional, integral, derivativo e combinado; exemplos.
Uso de amplificador operacional; método de ajuste de ganho e de compensação de desempenho de controladores.

UNIDADE 12

CONTROLE DE MALHA FECHADA COM REALIMENTAÇÃO DE ESTADO.
Introdução, características de desempenho e localização de raízes; controlabilidade.
Leis de controle de sistemas de entrada-saída simples; realimentação com controle proporcional, integral, derivativo, exemplos; sistemas típicos; exemplos.

UNIDADE 13

CONTROLES LÓGICOS.
Definição, formas lógicas e aplicações.
Elementos básicos; elementos de álgebra booleana; exemplos de controle lógico.

UNIDADE 14

Controlador lógico programável (CLP).
CONTROLE DIGITAL.
Introdução, controle digital de malha aberta, amostragem, conversores A/D e D/A, quantização.

UNIDADE 15

Filtragem de ruídos, equações diferenciais e transformada Z.
Simulação digital