|
UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
|
Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
Componente Curricular: |
|||||||||
Unidade Ofertante: |
|||||||||
Código: |
Período/Série: |
Turma: |
|||||||
Carga Horária: |
Natureza: |
||||||||
Teórica: |
Prática: |
Total: |
Obrigatória: |
Optativa: |
|||||
Professor(A): |
Ano/Semestre: |
||||||||
Observações: |
EMENTA
Teoria básica e aplicações de técnicas de Sistemas de Controle Realimentado à Engenharia.
JUSTIFICATIVA
Sistemas de Controle é uma disciplina fundamental na formação do Engenheiro. É de natureza multidisciplinar e contempla cálculo, física, elétrica, mecânica, química, sistemas digitais e eletrônica. A modelagem e eventualmente o projeto de compensadores demanda uma profunda revisão de conceitos fundamentais dos cursos de engenharia.
OBJETIVO
Objetivo Geral: |
Ao final da disciplina o estudante será capaz de analisar, modelar e projetar controladores/compensadores contínuos e discretos para sistemas físicos, bem como utilizar ferramentas computacionais de análise de sistemas de controle realimentado. |
Objetivos Específicos: |
1. Ser capaz de projetar controladores clássicos como avanço/atraso de fase e PID; 2. Ser capaz de gerar um controlador discreto e gerar o código procedimental; 3. Interpretar diagramas de resposta em frequência. |
PROGRAMA
1. Introdução aos Sistemas de Controle
1.1. Apresentação do curso;
1.2. Introdução à história do controle automático;
1.3. Exemplos de sistemas de controle moderno;
1.4. Realimentação;
1.5. Introdução à modelagem e ao projeto de controladores;
1.6. Equações diferenciais de sistemas físicos;
1.7. Aproximação linear;
1.8. A Transformada de Laplace;
1.9. Funções de transferência;
1.10. 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 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: 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;
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;
METODOLOGIA
Para a presente componente curricular, a ser ministrada em formato remoto, serão adotadas aulas em duas modalidades distintas de comunicação: síncrona (todos os alunos simultaneamente conectados à internet sob a regência do professor) e assíncrona (contemplando atividades remotas off-line). Essas modalidades estão previstas e concordantes com a Resolução nº 25/2020 do Conselho de Graduação. Para tal efeito, serão consideradas as seguintes mídias e conteúdos:
A carga horária total do curso é de 72 horas-aula, que será dividida da seguinte forma:
O atendimento aos alunos será realizado de forma remota, seja durante as aulas na modalidade síncrona, através do chat do Microsoft Teams, ou através do e-mail: gabriela.lima@ufu.br
Tabela 1 - Aulas Síncronas: 36 horas-aula.
Data |
Conteúdo |
01/03 |
Aula Síncrona 1 - Introdução e apresentação do curso; |
08/03 |
Aula Síncrona 2 - Discussão das videoaulas da Semana 1; |
15/03 |
Aula Síncrona 3 - Discussão das videoaulas da Semana 2; |
22/03 |
Aula Síncrona 4 - Discussão das videoaulas da Semana 3; |
29/03 |
Aula Síncrona 5 - Discussão das videoaulas da Semana 4; |
05/04 |
Aula Síncrona 6 - Discussão das videoaulas da Semana 5; |
12/04 |
Aula Síncrona 7 - Discussão das videoaulas da Semana 6; |
19/04 |
Aula Síncrona 8 - Discussão das videoaulas da Semana 7; |
20/04 |
Aula Síncrona 9 - Atendimento de dúvidas da 1ª prova; |
26/04 |
Aula Síncrona 10 - Vista 1ª prova; |
03/05 |
Aula Síncrona 11 - Discussão das videoaulas da Semana 9; |
10/05 |
Aula Síncrona 12 - Discussão das videoaulas da Semana 10; |
17/05 |
Aula Síncrona 13 - Discussão das videoaulas da Semana 11; |
24/05 |
Aula Síncrona 14 - Discussão das videoaulas da Semana 12; |
31/05 |
Aula Síncrona 15 - Discussão das videoaulas da Semana 13; |
07/06 |
Aula Síncrona 16 - Discussão das videoaulas da Semana 14; |
08/06 |
Aula Síncrona 17 - Atendimento de dúvidas da 2ª prova; |
14/06 |
Aula Síncrona 18 - Vista 2ª prova; |
Tabela 2 – Atividades Assíncronas: 36 horas-aula.
Data |
Conteúdo |
01/03 a 07/03 Semana 1 |
Conteúdo abordado: Tópico 1 |
08/03 a 14/03 Semana 2 |
Conteúdo abordado: Tópico 2 |
15/03 a 21/03 Semana 3 |
Conteúdo abordado: Tópico 3 |
22/03 a 28/03 Semana 4 |
Conteúdo abordado: Tópico 4 |
29/03 a 04/04 Semana 5 |
Conteúdo abordado: Tópico 5 |
05/04 a 11/04 Semana 6 |
Conteúdo abordado: Tópico 5 (continuação) |
12/04 a 18/04 Semana 7 |
Conteúdo abordado: Tópico 5 (continuação) |
19/04 a 25/04 Semana 8 |
Entrega da Atividade 1 Resolução da 1a Prova de SCR |
26/04 a 02/05 Semana 9 |
Conteúdo abordado: Tópico 6 |
03/05 a 09/05 Semana 10 |
Conteúdo abordado: Tópico 6 (continuação) |
10/05 a 16/05 Semana 11 |
Conteúdo abordado: Tópico 7 |
17/05 a 23/05 Semana 12 |
Conteúdo abordado: Tópico 7 (continuação) |
24/05 a 30/05 Semana 13 |
Conteúdo abordado: Tópico 7 (continuação) |
31/05 a 06/06 Semana 14 |
Conteúdo abordado: Tópico 8 |
07/06 a 13/06 Semana 15 |
Entrega da Atividade 2 Resolução da 2a Prova de SCR |
14/06 a 19/06 Semana 16 |
Vista de Prova |
OBS: A validação da assiduidade dos discentes será realizada através do atendimento aos prazos de entrega dos itens de avaliação.
AVALIAÇÃO
A metodologia de avaliação individual será baseada em duas estratégias:
1 – Estudos dirigidos:
- Serão avaliados 2 (dois) estudos dirigidos durante o semestre letivo, valendo 15 pontos cada, sendo que os mesmos devem ser submetidos no Microsoft Teams.
22/04 |
Entrega da Atividade 1 via Microsoft Teams (15 ptos) |
10/06 |
Entrega da Atividade 2 via Microsoft Teams (15 ptos) |
2 – Provas com consulta:
- Serão 2 (duas) provas com consulta valendo 35 pontos cada, em que serão cobradas resoluções de problemas e simulações computacionais. As mesmas devem ser submetidas pelo Microsoft Teams, e terão 24 horas de duração.
22/04 |
1a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
10/06 |
2a Prova de SCR via Microsoft Teams (35 ptos) |
O valor total das atividades será de 100 pontos, e não serão aceitas atividades em atraso.
BIBLIOGRAFIA
Básica
§ Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. Sistemas de Controle Modernos, Rio de Janeiro: LTC, 2009. 8ª edição.
§ Ogata, K. Engenharia de Controle Moderno. Pearson Education do Brasil, 2003.
§ Norman S. Nise. Engenharia de Sistemas de Controle. 6a Edição. Editora LTC, 2002.
Complementar
§ Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini. Sistemas de Controle para Engenharia, Porto Alegre: Bookman, 2013.
§ Ogata, K. Discrete-time Control Systems. 2nd edition. Prentice-Hall, 1995.
§ Fadali, M. S.; Visioli, A. Digital Control Engineering: Analysis and Design. 2ª Edição. Editora Elsevier, 2013.
§ Aguirre, L. A. Introdução à Identificação de Sistemas: Técnicas Lineares e Não Lineares Aplicadas a Sistemas Reais. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2007.
§ Haykin, S. & Van Veen, B. Sinais e Sistemas. McGraw-Hill, São Paulo, 1999.
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______
Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
Documento assinado eletronicamente por Gabriela Vieira Lima, Professor(a) do Magistério Superior, em 08/02/2021, às 18:40, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
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 2550703 e o código CRC C83E2472. |
Referência: Processo nº 23117.005413/2021-10 | SEI nº 2550703 |