Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

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

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. 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 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;

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;

METODOLOGIA

Serão adotadas aulas presenciais expositivas dialogadas sobre os temas estabelecidos no programa com uso de projetor, quadro negro, e demais materiais complementares relacionados aos temas. Também serão desenvolvidas atividades presenciais contemplando a solução de exercícios.

O cronograma de desenvolvimento do conteúdo proposto, com destaque às datas das aulas presenciais, é apresentado no quadro a seguir:

Serão ministradas 66 horas-aula (4 horas-aula por semana) na modalidade presencial, às segundas-feiras das 10h40min às 12h20min e às terças-feiras das 07h10min às 08h50min.

Além disso, serão atribuídas 6 horas-aula na modalidade assíncrona compreendendo: videoaulas, simulações computacionais e resolução de tarefas na plataforma Microsoft Teams. O endereço da sala virtual no Teams é:

https://teams.microsoft.com/l/team/19%3aBF6Flksy9VqHA85gzU1lfUO_jD52nZHFsbQYLGWFlHA1%40thread.tacv2/conversations?groupId=3b1e2ec5-bdfa-47a9-8fb5-12f73c69ffbe&tenantId=cd5e6d23-cb99-4189-88ab-1a9021a0c451

Horário de Atendimento

Bloco 3N – Sala 315. Quinta-feira: 09:00 às 11:00 horas

O atendimento também pode ser feito de forma remota por meio de mensagens no Teams e e-mail.

AVALIAÇÃO

As avaliações serão compostas por provas e tarefas assíncronas.

Provas
O estudante deverá fazer as provas presencialmente na data e horário especificados:
Prova 1 (P1): 22/11/2022 – Horário: 07h10min às 08h50min
Prova 2 (P2): 24/01/2023 – Horário: 07h10min às 08h50min
Cada prova terá um valor de 35 pontos, totalizando 70 pontos.

Atividades assíncronas (At)

As tarefas assíncronas serão compostas por solução de exercícios e simulações computacionais. As atividades assíncronas deverão ser enviadas na plataforma Microsoft Teams. A pontuação será dividida entre as tarefas, totalizando 30 pontos.

Cálculo da nota final (NF)
NF = P1 + P2 + At

Avaliação de recuperação

Será oferecida avaliação de recuperação para os discentes que não obtiverem o rendimento mínimo para aprovação. Para ter direito à realização dessa avaliação é obrigatória a frequência mínima de 75% na disciplina. A avaliação de recuperação será composta por uma prova escrita presencial no dia 30/01/2023 das 10h40min às 12h20min contemplando todo o conteúdo semestral. A nota alcançada irá substituir a menor nota obtida dentre as duas provas regulares. O estudante que realizar a prova de recuperação terá a sua nota final limitada em 60 pontos.

Frequência
Frequência mínima de 75% nas aulas ministradas, a qual é verificada através de chamada oral.

BIBLIOGRAFIA

Básica

§ Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. Sistemas de Controle Modernos, Rio de Janeiro: LTC, 2009. 8ª edição.

§ Norman S. Nise. Engenharia de Sistemas de Controle. 6a Edição. Editora LTC, 2002.

§ Ogata, K. Engenharia de Controle Moderno. Pearson Education do Brasil, 2003.

Complementar

§ Castrucci, P. L.; Bittar, A.; Moura Sales, R. Controle Automático. Editora LTC, 2011.

§ 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 Ed. Elsevier, 2013.

§ Aguirre, L. A. Introdução à Identificação de Sistemas: Técnicas Lineares e Não Lineares Aplicadas a Sistemas Reais. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2007.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Gabriela Vieira Lima, Professor(a) do Magistério Superior, em 23/08/2022, às 11:33, 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 3862413 e o código CRC 70066D0D.

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