Ficha de Componente Curricular

OBJETIVOS

Objetivos Gerais: Apresentar e discutir com os estudantes os conceitos de Sistemas Realimentados de Controle e proporcionar as ferramentas matemáticas necessárias para a análise de sistemas dinâmicos e projeto de controladores.

Objetivos Específicos:

1. Representar sinais e sistemas e suas analogias, determinando sua Função de Transferência e representação por diagramas de blocos;

2. Modelar matematicamente sistemas dinâmicos por intermédio de equações diferenciais e de diferenças no domínio do tempo contínuo e discreto e através da representação por espaço de estados;

3. Utilizar ferramentas computacionais para análise de sistemas e projeto de compensadores.

Ementa

Teoria básica e aplicações de Sistemas de Controle Realimentado à engenharia.

PROGRAMA

1. Introdução aos Sistemas de Controle

    1.1. Introdução à história do controle automático;

    1.2. Exemplos de Sistemas de Controle Moderno;

    1.3. A realimentação;

    1.4. Introdução à modelagem e ao projeto de controladores;

    1.5. Equações diferenciais de sistemas físicos;

    1.6. Aproximação linear;

    1.7. A Transformada de Laplace;

    1.8. Funções de transferência;

    1.9. Diagrama de blocos;

2. Características de Sistemas de Controle Realimentado

    2.1. Controle em malha aberta e em malha fechada;

    2.2. Sensibilidade;

    2.3. Controle da resposta transitória e sinais de perturbação;

    2.4. Erro em regime permanente;

    2.5. O custo da realimentação;

3. O desempenho de Sistemas de Controle Realimentado

    3.1. Sistemas de primeira e segunda ordem;

    3.2. Critérios de desempenho em sistemas de segunda ordem;

    3.3. A resposta transitória e a localização das raízes no plano S.

    3.4. Erro em regime permanente de Sistemas de Controle Realimentado: número do tipo do sistema;

    3.5. Índices de desempenho;

4. Estabilidade de Sistemas Lineares Realimentados

    4.1. O conceito de estabilidade;

    4.2. O critério de estabilidade de Routh-Hurwitz;

    4.3. Estabilidade relativa;

5. O método do Lugar das Raízes LR

    5.1. O conceito de Lugar das Raízes;

    5.2. O procedimento do Lugar das Raízes;

    5.3. Projeto de parâmetros pelo Lugar das Raízes;

    5.4. Sensibilidade e Lugar das Raízes;

    5.5. Controladores no Lugar das Raízes;

    5.6. Ação de controle proporcional P, integral I e derivativa D

    5.7. Controlador PD, PI e PID;

    5.8. Controle cascata;

6. Sistemas de Controle Digital

    6.1. Introdução aos sistemas de controle em tempo discreto;

    6.2. A Transformada Z;

    6.3. Mapeamento entre o plano S e o plano Z,

    6.4. Estabilidade discreta;

    6.5. Projeto de Controladores Discretos;

7. Método da Resposta em Frequência

    7.1. Especificações de desempenho no domínio da frequência;

    7.2. Diagramas logarítmicos de Magnitude e Fase;

    7.3. Projeto do controlador pelo método da resposta em frequência;

    7.4. Projeto de controladores com Diagrama de Bode;

    7.5. Critério de estabilidade de Nyquist;

8. Modelagem por Variáveis de Estado

    8.1. Variáveis de Estado de sistemas dinâmicos;

    8.2. Equação diferencial de Estado;

    8.3. Descrições no Espaço de Estados;

    8.4. Representação de sistemas no Espaço de Estados Discreto;

    8.5. Função de transferência a partir das Equações de Estado;

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

1. DORF, Richard C. Sistemas de controle modernos. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2013.

2. FRANKLIN, Gene F. Sistemas de controle para engenharia. Porto Alegre: Bookman, 2013.

3. OGATA, Katsuhiko. Engenharia de controle moderno. São Paulo: Prentice Hall, 2010.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

1. AGUIRRE, Luis Antônio. Introdução à identificação de sistemas: técnicas lineares e não-lineares aplicadas a sistemas reais. 3. ed. rev. e ampl. Belo Horizonte: Ed. da UFMG, 2007.

2. HAYKIN, Simon S. Sinais e sistemas. Porto Alegre: Bookman, 2001.

3. NISE, Norman S. Engenharia de sistemas de controle. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2012.

4. OGATA, Katsuhiko. Discrete-time control systems. 2. ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 1995.

5. OPPENHEIM, Alan V. Sinais e sistemas. 2. ed. São Paulo: Pearson, 2010.

aprovação

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Documento assinado eletronicamente por Antonio Claudio Paschoarelli Veiga, Coordenador(a), em 22/03/2019, às 09:14, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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Documento assinado eletronicamente por Sergio Ferreira de Paula Silva, Diretor(a), em 25/03/2019, às 07:07, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 1105708 e o código CRC 3576D503.

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